perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ANALISIS MISKONSEPSI GERAK PADA SISWA KELAS X SMA NEGERI 1 SURAKARTA TAHUN AJARAN 2010/2011
Skripsi
Skripsi Oleh : Ika Pratiwi Puspitasari K 2307030
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ANALISIS MISKONSEPSI GERAK PADA SISWA KELAS X SMA NEGERI 1 SURAKARTA TAHUN AJARAN 2010/2011
Oleh : Ika Pratiwi Puspitasari K 2307030
Skripsi Ditulis dan Diajukan untuk Memenuhi Syarat Mendapatkan Gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Fisika Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini
Nama
: Ika Pratiwi Puspitasari
NIM
: K2307030
Jurusan/Program Studi
: PMIPA/Pendidika Fisika
Analisis Miskonsepsi Gerak Pada Siswa Kelas X SMA Negeri 1 Surakarta Tahun Ajaran 2010/2011
-
benar merupakan hasil karya saya sendiri. Selain itu, sumber informasi yang dikutip dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka.
Apabila pada kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini hasil jiplakan, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan saya.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSETUJUAN
Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. Hari
: Selasa
Tanggal : 18 September 2012
Persetujuan Pembimbing Pembimbing II
Pembimbing I
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGESAHAN Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan. Hari
: Senin
Tanggal
: 22 Oktober 2012
Tim Penguji Skripsi Nama Terang Ketua
: Drs. Supurwoko, M.Si NIP. 19630409 199802 1 001
Sekretaris
: Drs. Trustho Raharjo, M.Pd. NIP. 19510823 198103 1 001
Anggota I
: Drs. Pujayanto, M.Si. NIP. 19650614 199203 1 003
Anggota II
: Dyah Fitriana M, M.Sc NIP. 19770926 200212 2 001
Disahkan oleh Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Pambantu Dekan I
Prof. Dr. rer. nat. Sajidan, M.Si. NIP. 19660415 199103 1 002
commit to user
Tanda Tangan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK Ika Pratiwi Puspitasari. ANALISIS MISKONSEPSI GERAK PADA SISWA KELAS X SMA NEGERI 1 SURAKARTA TAHUN AJARAN 2010/2011. Skripsi. Surakarta: Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. Juli 2012. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui ada atau tidak adanya miskonsepsi pada pokok bahasan Gerak pada siswa, dan menjelaskan profil miskonsepsi yang dimiliki oleh siswa pada pokok bahasan Gerak. Metode penelitian yang digunakan yaitu metode deskriptif. Populasi dalam penelitian yaitu seluruh siswa kelas X SMA Negeri 1 Surakarta tahun pelajaran 2010/2011. Teknik pengambilan sampel yang digunakan yaitu teknik purposive sampling. Sampel dalam penelitian terdiri dari 66 siswa. Data penelitian tentang miskonsepsi siswa diperoleh dari instrumen penelitian berupa perangkat tes identifikasi miskonsepsi berbentuk tes objektif dengan alasan yang sudah ditentukan. Teknik analisis data yang digunakan adalah kuantitatif-deskriptif. Dari hasil tes identifikasi miskonsepsi dapat disimpulkan bahwa banyak siswa yang mengalami miskonsepsi. Profil miskonsepsi yang dimiliki siswa dengan prosentase lebih dari 30% adalah sebagai berikut: 1) Kelajuan sama dengan besarnya kecepatan; 2) Gradien yang bernilai positif dari suatu grafik kecepatan selalu menunjukkan benda dipercepat; 3) Kecepatan dan percepatan selalu memiliki arah yang sama; 4) Jika kecepatan sesaat benda nol, maka percepatan benda tersebut juga nol; 5) Jika kelajuan sebuah benda adalah tetap (konstan) maka percepatan benda tersebut adalah nol; 6) Jika besar kecepatan sebuah benda adalah tetap (konstan), maka percepatan benda tersebut adalah nol; 7) Percepatan selalu memiliki arah yang sama dengan arah pergerakan benda; 8) Pada peristiwa gerak jatuh bebas, benda yang massanya lebih besar akan jatuh lebih cepat daripada benda yang massanya lebih ringan; 9) Pada gerak jatuh bebas, benda jatuh dengan kelajuan tetap; 10) Pada peristiwa dua buah benda yang berada pada ketinggian yang sama, benda pertama jatuh bebas dengan lintasan lurus sedangkan benda kedua didorong horizontal sehingga jatuh dengan lintasan lengkung, lintasan yang ditempuh bola kedua lebih panjang daripada lintasan bola pertama, sehingga semakin panjang lintasan maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk mencapai lantai; 11) Kelajuan sama dengan besarnya percepatan. Kata kunci: Miskonsepsi, Gerak, Metode Deskriptif.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT Ika Pratiwi Puspitasari. MISCONCEPTIONS ANALYSIS ABOUT MOTIONS ON 10th CLASS SMA NEGERI 1 SURAKARTA IN ACADEMIC YEAR 2010/2011. Skripsi. Surakarta: Faculty of Teacher Training and Education of Sebelas Maret Surakarta University. September 2012. Research purposes to identify the ownership of student s misconceptions in Motion, and to describe the misconception s profiles of them. Descriptive method is used on this research. The research population is all students on 10th class SMA Negeri 1 Surakarta in academic year 2010/2011. The sample technique used is purposive sampling technique. The research sample consisted of 66 students. misconceptions data obtained from the research instrument. The research instruments form are objective tests with the reasons that have been determined. Data analysis technique used is quantitativedescriptive. Based on the results on this research, it can be concluded that many students have misconceptions. Profile of the student s misconceptions with a percentage more than 30% are as follows: 1) Speed as same as the magnitude of velocity, 2) The positive gradient from velocity graph of an objects always shows that the object is accelerated; 3) Velocity and acceleration always have the same direction; 4) If the instantaneous velocity of the object is zero, then its acceleration is also zero; 5) If the speed of an object is constant then its acceleration is zero; 6) If the velocity of an object is constant, then its acceleration is zero; 7) Acceleration always has the same direction as the movement direction of objects; 8) In free fall motion, the objects with larger mass will fall faster than the lighter objects; 9) In free fall, objects fall with same speed; 10) In the event that two objects are at the same height, the first object that free fall in a straight line while the second object is driven down to the horizontal so fall at the curved trajectory, the trajectory taken by the second ball is longer than the trajectory of the first ball, so the longer the trajectory of the longer time required to reach the floor; 11) Speed as same as the magnitude of acceleration. Key words: Misconceptions, Motion, Descriptive Method.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTO
selesai dari satu urusan, kerjakan dengan sungguh(Q.S. Al Insyirah: 5-7)
dalam mencoba itulah kita menemukan dan belajar membangun kesempatan untuk
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Skripsi ini dipersembahkan kepada: Keluarga besar M. Toha
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan
rahmat,
taufik
dan
hidayah-Nya
sehingga
penulis
dapat
menyelesaikan Skripsi ini. Penyusunan Skripsi ini dapat diselesaikan berkat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Prof. Dr. H.M. Furqon Hidayatullah, M.Pd., Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan ijin penelitian. 2. Bapak Sukarmin, S.Pd, M.Si, Ph.D., Ketua Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan ijin menyusun Skripsi. 3. Bapak Drs. Supurwoko, M.Si., Ketua Program Pendidikan Fisika Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan ijin menyusun skripsi. 4. Ibu Dra. Rini Budiharti, M.Pd., Koordinator Skripsi Program Studi Pendidikan Fisika Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan ijin menyusun skripsi. 5. Bapak Drs. Pujayanto, M.Si., Pembimbing I atas kesabaran dalam memberikan bimbingan, pengarahan, dan dorongan yang luar biasa sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. 6. Ibu Dyah Fitriana M, M.Sc, Pembimbing II atas kesabaran dalam memberikan bimbingan dan pengarahan dan dorongan yang luar biasa sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. 7. Bapak Drs. H. M. Thoyibun, S.H, M.M., Kepala Sekolah SMA Negeri 1 Surakarta yang telah memberikan ijin untuk mengadakan penelitian di SMA Negeri 1 Surakarta.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
8. Bapak Drs. Bambang Budi H, guru mata pelajaran Fisika SMA Negeri 1 Surakarta yang telah banyak memberikan data dan informasi yang diperlukan penulis selama penelitian. 9. Teman-teman P. Fisika yang selalu mendukung dalam doa dan membantu dalam menyelesaikan Skripsi ini. 10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Akhirnya penulis berharap semoga Skripsi ini bermanfaat bagi perkembangan dunia pendidikan dan ilmu pengetahuan.
Surakarta,
September 2012 Penulis
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................
i
HALAMAN PENGAJUAN ........................................................................
ii
HAAMAN PERSETUJUAN ......................................................................
iii
HALAMAN PENGESAHAN .....................................................................
iv
ABSTRAK ...................................................................................................
v
ABSTRACT .................................................................................................
vi
MOTO ..........................................................................................................
vii
PERSEMBAHAN........................................................................................
viii
KATA PENGANTAR .................................................................................
ix
DAFTAR ISI ................................................................................................
xi
DAFTAR TABEL .......................................................................................
xiv
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
xv
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xvii BAB I PENDAHULUAN .........................................................................
1
A. Latar Belakang Masalah .............................................................
1
B. Identifikasi Masalah ...................................................................
4
C. Pembatasan Masalah ..................................................................
5
D. Perumusan Masalah....................................................................
5
E. Tujuan Penelitian........................................................................
5
F. Manfaat Penelitian......................................................................
5
BAB II LANDASAN TEORI ....................................................................
7
A. Tinjauan Pustaka ........................................................................
7
1. Pengertian Belajar .................................................................
7
a. Belajar ...............................................................................
7
b. Konsep ..............................................................................
8
c. Belajar Konsep .................................................................
10
2. Miskonsepsi ...........................................................................
11
a. Konsepsi ...........................................................................
11
b. Prakonsep..........................................................................
11
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
c. Miskonsepsi ......................................................................
11
3. Identifikasi Miskonsepsi........................................................
14
4. Miskonsepsi yang Diidentifikasi dalam Penelitian Ini ..........
15
5. Kinematika dalam Satu Dimensi ...........................................
17
a. Kerangka Acuan, Perpindahan, dan Jarak ........................
17
b. Laju Rata-rata dan Kecepatan Rata-rata ...........................
19
c. Kecepatan Sesaat ..............................................................
20
d. Percepatan .........................................................................
22
e. Gerak Satu Dimensi dengan Kecepatan Konstan .............
23
f. Gerak Satu Dimensi dengan Percepatan Konstan ............
24
g. Gerak-gerak Vertikal ........................................................
28
6. Kinematika dalam Dua Dimensi ...........................................
30
a. Vektor Posisi, Kecepatan, dan Percepatan .......................
30
b. Gerak Dua Dimensi dengan Percepatan Konstan .............
32
c. Gerak Peluru .....................................................................
34
d. Gerak Melingkar Beraturan ..............................................
38
e. Percepatan Tangensial dan Percepatan Radial .................
42
B. Penelitian yang Relevan .............................................................
43
C. Kerangka Pemikiran ...................................................................
45
D. Hipotesis .....................................................................................
47
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ..................................................
48
A. Tempat dan Waktu Penelitian ....................................................
48
1. Tempat Penelitian ..................................................................
48
2. Waktu Penelitian ...................................................................
48
B. Jenis dan Desain Penelitian ........................................................
48
C. Teknik Sampling ........................................................................
48
D. Teknik Pengumpulan Data .........................................................
49
E. Validitas Instrumen ....................................................................
49
F. Analisis Data ..............................................................................
49
1. Tahap Persiapan.....................................................................
50
2. Tahap Tabulasi Data ..............................................................
50
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3. Penerapan Data Sesuai dengan Pendekatan Penelitian .........
51
G. Prosedur Penelitian .....................................................................
52
BAB IV HASIL PENELITIAN ..................................................................
53
A. Hasil Analisis Data Penelitian ....................................................
53
1. Distribusi Jawaban Tiap Item Soal ........................................
53
2. Rata-rata Persentase Miskonsepsi Siswa ...............................
54
B. Pembahasan Hasil Analisis Data ................................................
56
BAB V KESIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN ............................
80
A. Kesimpulan.................................................................................
80
B. Implikasi .....................................................................................
81
C. Saran ...........................................................................................
81
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................
82
LAMPIRAN .................................................................................................
84
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Pengelompokkan Derajat Pemahaman Konsep ........................
13
Tabel 2.2
Posisi Partikel pada Waktu yang Berbeda ................................
21
Tabel 3.1
Contoh Tabel Distribusi Jawaban Tiap Item Soal ....................
51
Tabel 3.2
Contoh Tabel Persentase Rata-rata Tiap Miskonsepsi .............
52
Tabel 4.1
Distribusi Jawaban Tiap Item Soal ...........................................
53
Tabel 4.2
Persentase Rata-rata Miskonsepsi Siswa ..................................
55
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Perpindahan Partikel dari A ke C ke B.....................................
18
Gambar 2.2
Grafik x Terhadap t pada Gerak Partikel ..................................
21
Gambar 2.3
Grafik pada GLB: (a) Kecepatan Terhadap Waktu, (b) Posisi Terhadap Waktu .......................................................................
Gambar 2.4
Grafik pada GLBB: (a) Percepatan Terhadap Waktu;
(b)
Kecepatan Terhadap Waktu; (c) Posisi Terhadap Waktu......... Gambar 2.5
24
27
Arah Kecepatan dan Percepatan Saling Mempengaruhi Arah Gerak Partikel: (a) GLB; (b) GLBB Diperlambat; (c) GLBB Dipercepat.................................................................................
Gambar 2.6
Sebuah Partikel Bergerak pada Bidang xy dengan Vektor r Digambarkan dari Pusat Koordinat ke Partikel ........................
Gambar 2.7
27
31
Vektor dan Komponen-komponennya: (a) Vektor Kecepatan; (b) Vektor Posisi pada Partikel yang Bergerak dengan Percepatan Konstan ..................................................................
34
Gambar 2.8
Lintasan Parabola pada Gerak Peluru .......................................
34
Gambar 2.9
Gerak Peluru Beberapa Partikel dengan Sudut
0
Berbeda-
beda...........................................................................................
37
Gambar 2.11 Partikel Bergerak Melingkar Beraturan....................................
38
Gambar 2.12 Hubungan Roda-Roda: (a) Sepusat, (b) Bersinggungan, (c) Dihubungkan dengan Tali ...................................................
40
Gambar 2.13 Partikel Bergerak dari A ke B pada GMB (a) Vektor Kecepatannya Berubah dari v 0 ke v ; (b) Perubahan Kecepatan
v ..........................................................................
41
Gambar 2.14 Total Percepatan a pada Partikel yang Bergerak Melingkar ...
43
Gambar 2.15 Paradigma Penelitian ................................................................
46
Gambar 3.1
Komponen dalam Analisis Data ...............................................
50
Gambar 4.1
Dua Buah Bola yang Menggelinding (pada Soal No.1) ...........
56
Gambar 4.2
Dua Buah Bola yang Menggelinding: (a) pada Soal No.2; (b) pada Soal No.6 ....................................................................
commit to user
57
perpustakaan.uns.ac.id
Gambar 4.3
digilib.uns.ac.id
Pada Soal No. 4: (a) Sebuah Balok yang Bergerak pada Bidang Licin; (b) Grafik Kecepatan Terhadap Waktu .............
Gambar 4.4
59
Grafik Kecepatan Terhadap Waktu (pada Soal No.4): (a) Kecepatan Selalu Bernilai Positif; (b) Grafik Kecepatan Terhadap Waktu Sama dengan Bentuk Lintasan yang Dilalui .
Gambar 4.5
Pada Soal No.7: (a) Sebuah Balok yang Bergerak pada Bidang Licin; (b) Grafik Posisi Terhadap Waktu.....................
Gambar 4.6
60
62
Grafik Posisi Terhadap Waktu Sama dengan Bentuk Lintasan yang Dilalui (pada Soal No.7) ..................................................
63
Gambar 4.7
Bola Billiard (pada Soal No.17) ...............................................
64
Gambar 4.8
Grafik Kecepatan Terhadap Waktu (pada Soal No.12) ............
67
Gambar 4.9
Hendra Berjalan pada Sebuah Jembatan (pada Soal No.13) ....
68
Gambar 4.10 Dua Buah Balok yang Dijatuhkan (pada Soal No.15) ..............
69
Gambar 4.11 Dua Buah Bola yang Dijatuhkan (pada Soal No.16) ................
71
Gambar 4.12 Vektor vx dan vy pada bola merah (pada Soal No.16)...............
71
Gambar 4.13 Posisi (pada Soal No.21) ..........................................................
75
Gambar 4.14 Pendulum yang Bergerak Melingkar (pada Soal No.24): (a) Arah Gerak Pendulum; (b) Arah Percepatan Pendulum Menuju ke Pusat; (c) Arah Percepatan Pendulum Searah dengan Gerak Pendulum...........................................................
commit to user
78
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Jadwal Penelitian .................................................................
84
Lampiran 2
Soal Penelitian .....................................................................
85
Lampiran 3
Pernyataan Validasi Instrumen ............................................
98
Lampiran 4
Kunci Jawaban.....................................................................
99
Lampiran 5
Lembar Jawab......................................................................
100
Lampiran 6
Tabel Jumlah dan Persentase Pemahaman Siswa ................
101
Lampiran 7
Tabel Kategori Miskonsepsi Instrumen Tes ........................
102
Lampiran 8
Foto-foto Pelaksanaan Penelitian ........................................
104
Lampiran 9
Surat Pengajuan Judul Skripsi .............................................
106
Lampiran 10 Surat Permohonan Ijin Menyusun Skripsi ...........................
107
Lampiran 11 Surat Ijin Menyusun Skripsi ................................................
108
Lampiran 12 Surat Ijin Research ..............................................................
109
Lampiran 13 Surat Keterangan dari SMA Negeri 1 Surakarta .................
110
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Setiap siswa memiliki pengalaman dan pengetahuan sendiri mengenai alam yang berkaitan dengan fisika. Pengalaman dan pengetahuan tersebut membentuk suatu konsepsi atau teori mengenai alam yang secara konsisten digunakan oleh siswa untuk menafsirkan peristiwa alam di sekitarnya. Maka dari itu, siswa tidak mengikuti pelajaran fisika dengan kepala kosong. Dari buku Miskonsepsi Fisika dan Remediasi dapat dikatakan bahwa konsep yang dimiliki siswa dapat dihubungkan dengan konsep-konsep lain membentuk semacam jaringan pengetahuan di dalam kepala siswa (Berg, 1991: 8). Konsep-konsep itu bukan sekedar hasil hafalan melainkan hasil pengalaman dengan alam sepanjang hidup. Misalnya, seorang siswa berumur 12 tahun sudah berpengalaman dengan peristiwa-peristiwa alam di sekitarnya selama usianya tersebut. Dalam jangka waktu itu anak sudah membangun konsep-konsep di dalam kepalanya mengenai kecepatan, gaya, dan sebagainya, walaupun anak tersebut mungkin tidak menggunakan istilah-istilah itu dan tidak menyadari apa yang sedang dibangun dalam kepalanya. Oleh sebab itu, konsepsi siswa sulit untuk diubah karena konsepsi tersebut merupakan hasil dari sekian tahun perkembangan dan pengalaman. Konsep awal yang dimiliki siswa ada yang benar dan ada juga yang salah. Setelah menerima pendidikan di sekolah, seringkali konsep yang telah dibangun oleh siswa tersebut menyimpang dari konsep yang benar. Kerangka konsep siswa yang tidak sesuai dengan konsep yang diakui oleh para ahli disebut sebagai miskonsepsi. Miskonsepsi yang terjadi pada siswa dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor baik yang berasal dari guru maupun siswa itu sendiri. Dirangkum dari Suparno (2005: 44), penyebab miskonsepsi dari guru yaitu, guru tidak menguasai bahan yang akan diajarkan, jarang melakukan eksperimen agar siswa dapat mengalami secara langsung materi yang sedang mereka pelajari, serta jarang melakukan diskusi dengan siswa. Sedangkan penyebab dari siswa antara lain,
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
rendahnya motivasi belajar, konsep awal yang sering kali mengandung miskonsepsi, asosiasi siswa terhadap istilah-istilah sehari-hari, pemikiran humanistik siswa, penalaran siswa yang tidak lengkap, intuisi yang salah, kemampuan dan perkembangan kognitif siswa yang tidak sesuai dengan bahan yang digeluti (Suparno, 2005:34). Penyebab miskonsepsi yang terjadi pada diri siswa juga dapat disebabkan oleh buku atau bahan ajar. Karena tidak semua bahan ajar yang digunakan oleh siswa bebas dari miskonsepsi. Penelitian mengenai miskonsepsi siswa pada konsep fisika sudah dilakukan sejak beberapa tahun yang lalu oleh para peneliti fisika. Hasil penelitian menunjukkan bahwa banyak siswa mengalami miskonsepsi pada konsep fisika meliputi konsep kelistrikan, mekanika, optik geometri, suhu dan kalor, kinematika, dan sebagainya. Misalnya dalam konsep kelistrikan, pada tahun 1982 Osborne (Berg, 1991: 63) mewawancarai siswa SD di Amerika Serikat yang belum pernah mendapat pelajaran mengenai kelistrikan. Ternyata mereka sudah memiliki konsepsi mengenai arus listrik. Osborne menemukan empat model mengenai arus listrik, yaitu arus dari satu kutub saja sudah cukup untuk menyalakan lampu, arus berlawanan arah dari dua kutub bertabrakan dan menyalakan lampu, arus semakin berkurang karena digunakan oleh lampu dan alat listrik lainnya, dan anggapan bahwa arus tetap. Penelitian dalam konsep kelistrikan juga pernah dilakukan oleh Janulis P. Purba dan Ganti Depari pada sejumlah mahasiswa. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa terdapat beberapa mahasiswa yang menganggap bahwa semakin jauh lampu dari sumber tegangan positif, maka cahaya lampu tersebut makin redup (Purba dan Depari, 2008:28-29). Penelitian mengenai miskonsepsi pada cahaya dilakukan oleh Stead dan Osborne pada tahun 1980 serta Anderson dan Karrqvist pada tahun 1981 yang kemudian dituliskan oleh Berg. Hasil penelitian tersebut memperlihatkan bahwa banyak siswa yang menganggap (Berg, 1991: 93). Kebanyakan buku teks dan guru tidak sadar akan konsepsi ini. Bahwa cahaya merambat dan kecepatan cahaya hanya bergantung pada medium serta tidak bergantung pada sumber cahaya, jarang dinyatakan secara eksplisit baik oleh guru maupun pada buku teks.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Demikian juga dengan proses penglihatan. Guru dan buku menganggap bahwa siswa sudah tahu bahwa manusia dapat melihat benda karena menerima sinarsinar pantul dari benda tersebut atau karena benda tersebut merupakan sumber cahaya sehingga mata menerima sinar-sinar asli dari benda tersebut. Sebagian siswa ada yang menganggap bahwa manusia dapat melihat karena mata memancarkan sinar yang meraba-raba lingkungan. Beberapa contoh miskonsepsi dalam bidang mekanika adalah siswa menganggap bahwa sebuah benda hanya bisa diam jika sama sekali tidak ada gaya yang bekerja padanya. Banyak siswa sekolah menengah yang beranggapan bahwa
Padahal tidak hanya dipengaruhi oleh kekasaran permukaan, tetapi massa benda dan gaya yang bekerja pada benda juga ikut mempengaruhi. Dalam materi suhu dan kalor, siswa juga mengalami beberapa miskonsepsi. Berdasarkan hasil penelitian Maharta (2008: 13), dikatakan bahwa siswa selalu berpikir suatu benda yang diberikan sejumlah kalor akan mengalami kenaikan suhu, padahal ada yang namanya kalor laten, dimana benda hanya mengalami perubahan wujud tanpa mengalami kenaikan suhu. Hapkiewicz (1992) mengungkapkan beberapa miskonsepsi mengenai suhu dan kalor. Bebera
The temperature of an object depends on its size.
Heat is not energy. All solids expand at the same rate. Miskonsepsi juga terjadi pada konsep Kinematika. Suparno (2005: 12) menuliskan dalam bukunya bahwa beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi menganggap bahwa benda yang massanya lebih besar akan jatuh lebih cepat. Suparno juga mengungkapkan bahwa siswa beranggapan percepatan dan kecepatan selalu memiliki arah yang sama. Hal serupa dinyatakan oleh Giancoli (2001: 42), miskonsepsi tentang percepatan dan kecepatan, yaitu: (1) percepatan dan kecepatan selalu memiliki arah yang sama, (2) sebuah benda yang dilempar ke atas mempunyai percepatan nol pada titik tertinggi. Hapkiewicz mengungkapkan
beberapa
miskonsepsi
mengenai
kinematika.
(1992) Beberapa
When dropped in a vacuum, objects of different masses fall
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
at different speeds. If an object has a speed of zero (even instantaneously), it has no acceleration. Brown dan Crowder (2000) juga menuliskan beberapa miskonsepsi mengenai kinematika. Dalam website Universitas Montana, mereka menuliskan Same position means same observer (i.e. the ground is a preferred observer). Velocity must be positive. Senada dengan kalimat terakhir, diungkapkan dalam penelitian Maharta (2008: 10) beberapa siswa di Bandar Lampung mengalami miskonsepsi bahwa kecepatan selalu bernilai positif. Berdasarkan
penjelasan
dari
beberapa
contoh
hasil
penelitian
miskonsepsi pada beberapa konsep fisika yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa ada kemungkinan miskonsepsi terjadi pada siswa kelas X SMA Negeri 1 Surakarta. Oleh karena itu, dilakukan penelitian yang bertujuan untuk mengidentifikasi miskonsepsi pada pokok bahasan Gerak pada Siswa Kelas X SMA Negeri 1 Surakarta
Analisis
Miskonsepsi Gerak pada Siswa Kelas X SMA Negeri 1 Surakarta Tahun Ajaran 2010/2011 B. Identifikasi Masalah Berdasarkan uraian latar belakang masalah tersebut,dapat diidentifikasi beberapa masalah sebagai berikut: 1. Adanya kemungkinan konsepsi yang telah dibangun oleh siswa menyimpang dari konsep yang benar. 2. Miskonsepsi yang terjadi pada siswa dapat dimungkinkan disebabkan oleh guru maupun oleh siswa itu sendiri. 3. Adanya kemungkinan siswa mengalami miskonsepsi pada beberapa konsep fisika, diantaranya pada konsep Gerak. 4. Miskonsepsi dapat terjadi pada siswa kelas X SMA Negeri 1 Surakarta pada Tahun Ajaran 2010/2011. C. Pembatasan Masalah
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Berdasarkan uraian latar belakang masalah dan identifikasi masalah di atas, maka dalam penelitian ini dibatasi masalah agar tercapai tujuan, ruang lingkup dan arahan yang jelas. Adapun pembatasan masalah tersebut adalah: 1. Objek penelitian dikhususkan pada Siswa kelas X SMA Negeri 1 Surakarta pada Tahun Ajaran 2010/2011 yang telah mendapatkan atau telah mempelajari materi Gerak. 2. Materi yang diteliti adalah pokok bahasan Gerak, dengan sub pokok bahasan jarak dan perpindahan, kelajuan dan kecepatan, percepatan, GLB (gerak lurus beraturan), GLBB (gerak lurus berubah beraturan), gerak vertikal, dan gerak melingkar. D. Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang dan pembatasan masalah di atas, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut: 1. Apakah siswa kelas X SMA Negeri 1 Surakarta pada Tahun Ajaran 2010/2011 memiliki miskonsepsi pada pokok bahasan Gerak? 2. Bagaimanakah profil miskonsepsi yang dimiliki oleh siswa pada pokok bahasan Gerak? E. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah : 1. Mengetahui ada atau tidak adanya miskonsepsi pada pokok bahasan Gerak pada siswa. 2. Menjelaskan profil miskonsepsi yang dimiliki oleh siswa pada pokok bahasan Gerak. F. Manfaat Penelitian Sebagai studi ilmiah, studi ini memberi sumbangan konseptual terutama kepada pendidikan Fisika, di samping juga kepada studi pembelajaran Fisika. Sebagai studi pendidikan Fisika yang aplikatif, studi ini memberikan sumbangan substansial kepada lembaga pendidikan formal maupun para guru/ siswa yang bersangkutan. Adapun manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah :
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
1. Manfaat Teoritis Penelitian ini diharapkan dapat memberikan sumbangan kepada bidang Fisika terutama pada layanan perencanaan pembelajaran Fisika. Perencanaan pembelajaran Fisika yang akan dibuat diharapkan sesuai dengan teori yang benar dan dapat digunakan untuk mereduksi miskonsepsi yang terjadi. 2. Manfaat Praktis Penelitian ini memberikan sumbangan kepada lembaga pendidikan maupun sekolah dan memberi masukan pada guru dan calon guru Fisika agar memperhatikan konsep awal yang sudah dimiliki siswa sebelum memberikan konsep baru agar tidak terjadi miskonsepsi. Selain itu, penulisan makalah penelitian ini diharapkan dapat dijadikan sebagai bahan acuan dalam penelitian lebih lanjut, sehingga dapat memberikan sumbangan bagi upaya peningkatan mutu pendidikan, khususnya Fisika.
BAB II LANDASAN TEORI
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
A. Tinjauan Pustaka 1. Pengertian Belajar a. Belajar Belajar merupakan suatu proses yang ditandai dengan perubahan sikap dan tingkah laku pada diri seseorang. Beberapa ahli dalam ilmu pendidikan telah mendefinisikan arti belajar. Salah satunya adalah Prayitno (2009: 203), yang
upakan suatu upaya
belajar dari beberapa ahli yang dikutip oleh Tim Pengembang Ilmu Pendidikan FIP-UPI (2007: 328) dalam buku Ilmu dan Aplikasi Pendidikan, yaitu: Whiterington berpend perubahan
dalam
kepribadian
sebagaimana
dimanifestasikan
dalam
perubahan penguasaan pola-pola respon tingkah laku yang baru nyata dalam
memiliki pendapat yang hampir mirip, yaitu learning is the process of knowledge and a relatively permanent change in respons potentiality which occurs as result of rerinforced practise a hakekatnya merupakan suatu usaha, suatu proses perubahan tingkah laku yang terjadi pada diri individu sebagai hasil pengalaman atau hasil interaksinya dengan
menyebabkan adanya perubahan tingkah laku pada diri siswa, secara konkrit dapat dirumuskan sebagai perubahan dari tidak tahu, tidak bisa, tidak mau, tidak biasa, dan tidak ikhlas menjadi tahu, bisa, mau, biasa, dan ikhlas. Dari beberapa definisi di atas, dapat disimpulkan bahwa belajar merupakan suatu pengalaman atau interaksi dengan lingkungan untuk menguasai sesuatu sehingga menimbulkan perubahan tingkah laku atau kepribadian. Belajar akan lebih baik, jika subjek belajar mengalami atau melakukan proses belajar sendiri dengan didampingi oleh tim ahli atau guru
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
yang kompeten dalam bidang yang sedang dipelajari, jadi tidak bersifat verbalistik. Banyak faktor yang mempengaruhi selama melakukan proses belajar. Herijulianti (2001: 19-23) dan Tim Pengembang Ilmu Pendidikan FIP-UPI (2007: 329) mengungkapkan beberapa faktor tersebut, yaitu: 1) Faktor Internal, yaitu faktor yang berasal dari individu. Faktor ini meliputi: a) Faktor Jasmaniah Meliputi dua hal yaitu faktor kesehatan dan cacat tubuh. b) Faktor Psikologi Meliputi intelegensi, perhatian, minat, bakat, motif, kematangan, dan kesiapan. 2) Faktor Eksternal, yaitu faktor yang berasal dari luar individu. Faktor ini berupa: a) Faktor Keluarga Siswa yang belajar akan menerima pengaruh dari keluarga berupa: perhatian dan respon orang tua terhadap anak, sikap orang tua yang demokratis dalam mendidik anak, hubungan antara anggota keluarga, suasana rumah tangga, dan kondisi ekonomi keluarga. b) Faktor Sekolah Faktor sekolah yang mempengaruhi belajar itu mencakup kurikulum, metode mengajar, hubungan guru dengan siswa, hubungan siswa dengan siswa, keadaan sekolah, serta kedisiplin sekolah. c) Faktor Masyarakat Masyarakat serta lingkungan di sekitar siswa merupakan faktor eksternal yang juga berpengaruh terhadap belajar siswa. Lingkungan akan sangat mempengaruhi perilaku dan sikap siswa. b. Konsep -benda, kejadian-kejadian, situasi-situasi, atau ciri-ciri yang memiliki ciri khas dan
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Sedangkan Sudarm umum dapat dirumuskan pengertiannya sebagai suatu representasi abstrak
Senada dengan kedua pendapat di atas, menurut Rosser dalam Dahar (1989: 88-
yang mewakili satu
kelas objek-objek, kejadian-kejadian, kegiatan-kegiatan, atau hubunganhubungan yang mempunyai atributdikatakan untuk membentuk suatu konsep diperlukan suatu pengalaman dan generalisasi serta abstraksi atau simbol dari ciri-ciri suatu objek untuk mempermudah komunikasi manusia. Setiap konsep dapat dibedakan menurut bentuk dan tingkatannya. Menurut Dahar (1989: 88-89), berdasarkan tingkat pencapaiannya konsep dapat dibedakan menjadi empat yaitu : 1) Tingkat Konkret. Kita dapat menyimpulkan bahwa seseoerang telah mencapai konsep pada tingkat konkret, apabila orang itu mengenal suatu benda yang telah dihadapi sebelumnya. Untuk mencapai konsep tingkat konkret, siswa harus dapat memperhatikan benda itu, dan dapat membedakan benda itu dari stimulus-stimulus yang ada di lingkunganya. 2) Tingkat Identitas. Pada tingkat identitas seseorang akan mengenal suatu objek jika (a) sudah selang suatu waktu (b) bila orang itu mempunyai orientasi ruang yang berbeda terhadap objek itu, atau (c) bila objek itu ditentukan melalui suatu indera yang berbeda, misalnya, mengenal suatu bola dengan cara menyentuh bagian dari bola itu bukan dengan melihatnya. 3) Tingkat Klasifikatori. Pada tingkat klasifikatori, siswa mengenal persamaan dari dua contoh yang berbeda dari kelas yang sama. Operasi mental yang terlibat dalam pencapaian konsep pada tingkat klasifikatori ialah mengadakan generalisasi bahwa dua contoh atau lebih sampai batas-batas tertentu itu ekuivalen, mengklasifikasikan contoh-contoh dan noncontoh-noncontoh dari konsep, sekalipun contoh-contoh dan non contoh-non contoh itu mempunyai banyak atribut-atribut yang mirip. 4) Tingkat Formal. Untuk pencapaian konsep pada tingkat formal, siswa harus dapat menentukan atribut-atribut yang membatasi konsep. Siswa telah mencapai tingkat formal bila siswa dapat memberi nama konsep itu, mendefinisikan konsep dalam atribut-atribut yang membatasi, dan mengevaluasi atau memberikan secara verbal contoh-contoh dan non contoh dari konsep.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Agak berbeda dengan pendapat Dahar di atas, Vygotsky dalam Suparno (2005: 94), membedakan konsep menjadi konsep spontan dan konsep sainstifik. Konsep spontan merupakan konsep yang dimiliki siswa karena pengalaman atau pergaulannya sehari-hari tanpa struktur yang sistematik. Sedangkan konsep sainstifik merpakan konsep yang didapat siswa di bangku sekolah secara sistematik struktural. c. Belajar Konsep Dasar dari belajar konsep adalah seperti halnya bentuk belajar yang lain yaitu suatu hubungan dari adanya stimulus dan respon. Namun ada perbedaan antara belajar dasar dengan belajar konsep. Seperti yang
belajar dasar), belajar kons
-hal
Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi belajar konsep. Seperti yang dituliskan oleh Dahar (1989: 84), ada tiga faktor yang mempengaruhinya, yaitu: pola reinforsemen dan umpan balik, jumlah contoh-contoh positif dan negatif, serta jumlah atribut-atribut yang dimiliki suatu konsep. Sementara itu dalam buku Miskonsepsi Fisika dan Remidiasi (Berg, 1991: 11) dijelaskan bahwa mengajar konsep bertujuan agar siswa dapat : 1) 2) 3) 4)
Mendefinisikan kosep yang bersangkutan. Menjelaskan perbedaan konsep yang bersangkutan. Menjelaskan hubungan dengan konsep-konsep lain. Menjelaskan arti konsep dalam kehidupan sehari-hari dan menerapkannya dalam memecahkan masalah dalam kehidupan seharihari. Dari penjelasan diatas dapat disimpulkan bahwa belajar konsep
bukanlah menghafal konsep tetapi memperhatikan konsep-konsep awal (pengetahuan awal) yang dihubungkan dengan konsep baru atau konsepkonsep lain sehingga diperoleh konsep akhir yang diharapkan. Dengan
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
demikian konsep baru yang masuk dalam struktur kognitif tidak berdiri sendiri melainkan satu kesatuan dan memiliki arti atau bermakna. 2. Miskonsepsi a. Konsepsi
perorangan dari suatu konsep ilmu tersendiri, sehingga tafsiran antara siswa yang satu dengan siswa yang lain tentang suatu kejadian alam dapat berbeda-beda. Misal, terdapat dua buah balok dengan ukuran yang sama. Balok 1 terbuat dari besi, balok 2 terbuat dari aluminium. Jika kedua balok dijatuhkan ke tanah pada saat yang sama dari ketinggian yang sama dan gaya gesekan udara diabaikan, maka kedua balok akan sampai ke tanah pada saat yang sama pula. Namun, beberapa siswa beranggapan bahwa balok besi akan sampai ke tanah lebih awal karena balok besi lebih berat daripada balok aluminium. b. Prakonsep
yang dimiliki siswa sebelum pelajaran walaupun mereka sudah pernah siswa memasuki kelas untuk belajar Fisika, siswa telah memiliki pengetahuan tertentu tentang fisika yang disebut prakonsep. Sebagai contoh siswa telah memiliki banyak pengalaman dengan peristiwa-peristiwa yang berkaitan dengan konsep kinematika oleh karena itu siswa sudah banyak mengembangkan konsepsi yang belum tentu sama dengan konsepsi fisikawan. Prakonsep yang dimiliki siswa belum tentu benar. Hal ini kurang atau bahkan tidak diperhatikan oleh guru dalam proses pembelajaran. Prakonsep siswa akan mempengaruhi proses belajar mengajar. Konsep awal atau prakonsep yang tidak sesuai dengan konsep ilmiah biasanya disebut miskonsepsi (Suparno, 2005: 2). c. Miskonsepsi 1) Miskonsepsi dan Sebab-sebabnya Miskonsepsi atau salah konsep menunjuk pada suatu konsep yang tidak sesuai dengan pengertian ilmiah atau pengertian yang diterima para pakar
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
dalam bidang itu. Bentuk miskonsepsi dapat berupa konsep awal, kesalahan, hubungan yang tidak benar antara konsep-konsep, gagasan intuitif atau pandangan yang naif (Suparno, 2005: 4). Beberapa definisi tentang miskonsepsi diungkapkan oleh para ahli. Fowler dalam merupakan pengertian yang tidak akurat akan konsep, penggunaan konsep yang salah, klasifikasi contoh-contoh yang salah, kekacauan konsep-konsep yang berbeda, dan hubungan hirarkis konsep-konsep yang
menyangkut kesalahan siswa dalam pemahaman antar konse Kesalahan pemahaman konsep (miskonsepsi) terjadi bila dalam otak siswa salah satu atau lebih dari hubungan tersebut sering salah dan menyebabkan respon yang salah terhadap soal-soal yang menyangkut hubungan tersebut. Menurut Clement dalam Suparno (2005: 6miskonsepsi yang paling banyak terjadi adalah bukan pengertian yang salah selama proses belajar mengajar, tetapi suatu konsep awal
Berdasarkan beberapa pendapat di atas, dapat disimpulkan bahwa miskonsepsi dapat berupa kesalahan konsep awal ataupun hubungan yang
tidak
benar
antara
konsep-konsep.
Kesalahan
dalam
menghubungkan suatu konsep dengan konsep-konsep lain, misalkan antara konsep yang diberikan oleh guru dengan konsep yang telah dimiliki oleh siswa, menyebabkan terbentuk konsep yang salah. Pemahaman konsep dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu derajat tidak memahami, derajat miskonsepsi, dan derajat memahami konsep. Pengelompokan ini didasarkan pada pengelompokan derajat pemahaman yang dilakukan oleh Abraham, Williamson dan Westbrook (1994: 152), seperti terlihat pada Tabel 2.1.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Tabel 2.1 Pengelompokan Derajat Pemahaman Konsep Kategori 1. Tidak memahami
Derajat Pemahaman - Tidak ada respon - Tidak memahami
Kriteria a. Tidak ada jawaban / kosong. b. c. Mengulang pertanyaan. d. Menjawab tetapi tidak berhubungan dengan pertanyaan dan tidak jelas.
2. Miskonsepsi
- Miskonsepsi - Memahami sebagian dengan miskonsepsi
a. Menjawab dengan penjelasan tidak benar. b. Jawaban menunjukkan adanya konsep yang dikuasai tetapi ada pernyataan dalam jawaban yang menunjukkan miskonsepsi.
3. Memahami
- Memahami sebagian - Memahami konsep
a. Jawaban menunjukkan hanya sebagian konsep dikuasai tanpa ada miskonsepsi. b. Jawaban menunjukkan konsep dipahami dengan semua penejalasan benar.
2) Beberapa Fakta Mengenai Miskonsepsi dan Saran untuk Mengatasinya Berdasarkan definisi miskonsepsi yang telah dijelaskan, terdapat beberapa fakta mengenai miskonsepsi, dirangkum dari Berg (1991: 17) dan Suparno (2005), yaitu : a) Miskonsepsi disebabkan oleh bermacam-macam hal. b) Miskonsepsi terjadi di semua jenjang pendidikan. c) Miskonsepsi ada yang mudah dibetulkan, tetapi ada yang sangat sulit untuk dibetulkan. d) Seringkali siswa mengalami miskonsepsi terus-menerus. Soal-soal yang sederhana dapat dikerjakan, tetapi dengan soal yang sedikit lebih sulit miskonsepsi akan muncul kembali. e) Sering terjadi regresi, yaitu siswa yang yang sudah mengatasi miskonsepsi beberapa bulan kemudian salah lagi. f) Dengan ceramah yang bagus, miskonsepsi tidak dapat dihilangkan atau dihindari.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
g) Siswa, mahasiswa, guru, dosen maupun peneliti dapat terkena miskonsepsi. h) Siswa yang pandai dan yang lemah keduanya dapat terkena miskonsepsi.
Berdasarkan fakta tersebut, terdapat beberapa saran untuk mengatasi miskonsepsi. Berikut ini saran untuk mengatasi miskonsepsi dirangkum dari Berg (1991: 22), Suparno (2005: 55) dan Kortz (2007): a) Mencari dan mempelajari miskonsepsi yang sering terjadi pada siswa. b) Menyadari dalam diri ada miskonsepsi atau tidak. c) Mencoba menemukan penyebab miskonsepsi tersebut. d) Mencari perlakuan yang sesuai untuk mengatasi miskonsepsi tersebut. e) Mencoba menggunakan demonstrasi. f) Mencoba menggunakan metode diskusi. g) Menentukan prioritas dan pengajaran remidial khusus untuk materi dasar dan prasyarat untuk materi lain. h) Mencari soal-soal konsep tanpa mengabaikan perhitungan. 3. Identifikasi Miskonsepsi Identifikasi miskonsepsi adalah suatu cara yang dilakukan untuk mengidentifikasi belajar siswa yang mengalami kesalahan dalam memahami konsep, yang dalam hal ini adalah konsep siswa yang berbeda dengan konsep para ahli. Identifikasi diberikan dengan cara memberikan tes diagnostik. Djiwandono memastikan kesulitan belajar yang dialami siswa yang digunakan untuk mengetahui kelemahan-kelemahan siswa sehingga hasil tersebut dapat digunakan sebagai dasar untuk memberikan tindak lanjut berupa perlakuan yang tepat dan sesuai dengan kelemahan yang dimiliki siswa (Depdiknas, 2007:2). Penekanan tes diagnostik adalah pada proses belajar dan bukan pada hasil belajar. Hasil tes diagnostik memberikan informasi tentang konsep-konsep yang belum dipahami dan yang telah dipahami oleh peserta didik.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Ada beberapa macam tes diagnostik yang digunakan untuk mengidentifikasi miskonsepsi siswa, diantaranya adalah dengan menggunakan soal-soal bentuk supply response (bentuk uraian atau jawaban singkat), sehingga mampu menangkap informasi secara lengkap. Bila ada alasan tertentu sehingga mengunakan bentuk selected response (misalnya bentuk pilihan ganda), harus disertakan penjelasan mengapa memilih jawaban tertentu sehingga dapat meminimalisir jawaban tebakan, dan dapat ditentukan tipe kesalahan atau masalahnya (Depdiknas, 2007: 3). Tes objektif beralasan termasuk dalam bentuk selected response. Dalam tes objektif beralasan suatu item dikontrol menggunakan item lain dimana kedua item tersebut mempersoalkan hal yang sama atau mengontrol melalui pilihan beralasan. Dengan cara ini siswa dianggap benar atau bisa mengerjakan soal jika pilihan dan alasannya benar. Dasar untuk memilih jawaban yang benar adalah dengan memperhatikan alasan yang dipilih, sehingga apabila siswa belum betul-betul menguasai materi yang diujikan maka siswa tersebut tidak mempunyai kemungkinan untuk menjawab benar. 4. Miskonsepsi yang Diidentifikasi dalam Penelitian Ini Dalam penelitian ini, digunakan tes objektif beralasan untuk mengidentifikasi beberapa miskonsepsi dalam materi kinematika. Dari berbagai literatur seperti buku-buku, artikel-artikel dan jurnal-jurnal penelitian, didapatkan pengetahuan mengenai miskonsepsi yang sering dialami siswa dalam materi Gerak. Berikut ini adalah daftar miskonsepsi yang diteliti: a. Waktu tempuh dapat diukur tanpa menetapkan waktu awal. (Hapkiewicz, 1992) b. Jarak sama dengan perpindahan. (Hapkiewicz, 1992; Weiler, 1998) c. Grafik posisi terhadap waktu sama seperti lintasan yang ditempuh benda. (Brown dan Jeff Crowder, 2000) d. Kelajuan sama dengan besarnya kecepatan. (Hapkiewicz, 1992; Weiler, 1998)
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
e. Kecepatan hanya bergantung pada benda yang memiliki kecepatan tersebut dan tidak bergantung pada pengamat (bumi selalu menjadi titik acuan). (Brown dan Jeff Crowder, 2000) f. Kelajuan sama dengan besarnya percepatan. (Heckathorn, 2008; Weiler, 1998) g. Benda pada posisi yang sama memiliki kelajuan yang sama. (Brown dan Jeff Crowder, 2000) h. Benda yang berada di depan benda lain bergerak dengan kelajuan lebih besar. (Brown dan Jeff Crowder, 2000) i. Grafik kecepatan terhadap waktu dari suatu benda yang bergerak sama seperti lintasan yang ditempuh benda tersebut dan kecepatan selalu bernilai positif (Maharta, 2008; Brown dan Jeff Crowder, 2000) j. Benda yang memiliki percepatan nol maka kecepatannya juga nol. (Giancoli, 2001) k. Percepatan hanya terjadi pada lintasan lurus dan jika besar kecepatan sebuah benda adalah tetap (konstan), maka percepatan benda tersebut adalah nol. (Heckathorn, 2008) l. Percepatan tidak dapat merubah arah gerak benda. (Hapkiewicz, 1992) m. Pada saat kecepatan dua benda sama, percepatan kedua benda tersebut juga sama. (Brown dan Jeff Crowder, 2000) n. Percepatan selalu memiliki arah yang sama dengan arah pergerakan benda. (Heckathorn, 2008; Hapkiewicz, 1992) o. Kecepatan dan percepatan selalu memiliki arah yang sama. (Giancoli, 2001; Suparno, 2005; Hapkiewicz, 1992) p. Jika kecepatan benda nol, maka percepatan benda tersebut juga nol. (Giancoli, 2001; Suparno, 2005; Hapkiewicz, 1992; Weiler, 1998; Brown dan Jeff Crowder, 2000) q. Kecepatan yang lebih besar menunjukkan percepatan yang lebih besar pula. (Brown dan Jeff Crowder, 2000) r. Jika kelajuan sebuah benda adalah tetap (konstan), maka percepatan benda tersebut adalah nol. (Heckathorn, 2008)
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
s. Gradien yang bernilai positif dari suatu grafik kecepatan selalu menunjukkan benda dipercepat. (Brown dan Jeff Crowder, 2000) t. Sebuah benda yang dilempar ke atas mempunyai percepatan nol pada titik tertinggi (Giancoli, 2001) u. Benda yang massanya lebih besar akan jatuh lebih cepat daripada benda yang massanya lebih ringan. (Berg, 1991; Suparno, 2005; Brown dan Jeff Crowder, 2000) v. Semakin besar panjang lintasan maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk mencapai lantai. (Berg, 1991; Giancoli, 2001) w. Pada gerak jatuh bebas, benda jatuh dengan kelajuan tetap. (Hapkiewicz, 1992) 5. Kinematika dalam Satu Dimensi a. Kerangka Acuan, Perpindahan, dan Jarak Pengukuran posisi, jarak, atau laju harus dibuat dengan mengacu pada suatu kerangka acuan. Dalam fisika, kerangka acuan digambarkan dalam sistem koordinat. Untuk menggambar sistem koordinat beberapa kriteria berikut harus terpenuhi: adanya sumbu koordinat, label koordinat, dan skala. Pada sistem koordinat, titik asal atau titik origin (O) digunakan sebagai titik acuan. Pada gerak satu dimensi, posisi dapat digambarkan pada garis lurus. Untuk gerak horisontal digambarkan pada sumbu x, dan untuk gerak vertikal digambarkan pada sumbu y. Pada sumbu x, benda-benda yang diletakkan di kanan titik asal (x = 0) memiliki koordinat positif, sedangkan titik-titik di sebelah kiri (x = 0) memiliki koordinat negatif. Dalam pembahasan selanjutnya, benda yang dituju dimodelkan sebagai partikel. Partikel diartikan sebagai sebuah objek yang memiliki massa namun ukurannya sangat kecil.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
A
C -2
0
2
B 4
x (m) 6
Perpindahan
Gambar 2.1 Perpindahan Partikel dari A ke C ke B Posisi suatu partikel didefinisikan sebagai letak pertikel terhadap titik acuan (x = 0). Pada Gambar 2.1 posisi A ditulis sebagai x = 2 m, posisi B ditulis x = 5 m, dan posisi C ditulis x = -2 m. Perlu dibedakan antara jarak yang ditempuh sebuah partikel dan perpindahannya. Perpindahan didefinisikan sebagai perubahan posisi partikel tersebut. Dengan demikian, perpindahan adalah seberapa jauh jarak partikel dari posisi awalnya. Perpindahan merupakan besaran vektor, yaitu besaran yang memiliki besar dan arah. Dalam gerak satu dimensi, vektorvektor yang menunjuk ke satu arah (biasanya kanan) akan mempunyai tanda positif, sedangkan yang menunjuk ke arah yang berlawanan (kiri) memiliki tanda negatif. Misalkan pada waktu awal tA, partikel berada pada sumbu x di titik x A = 2 m pada sistem koordinat yang ditunjukkan Gambar 2.1. Partikel tersebut bergerak dari A ke C kemudian ke B, sehingga pada waktu tB, partikel tersebut berada pada titik xB = 5 m. Perpindahan partikel ini adalah xB
xA, dan ditunjukkan oleh tanda panah yang menuju ke kanan pada
Gambar 2.1. Secara matematis dapat dituliskan,
x AB
xB
xA
=5m
2m=3m
Secara umum, untuk posisi awal x1 dan posisi akhir x2, menjadi
x
x2
x1
............. (2.1)
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
x
x
pada besaran apapun berarti nilai akhir besaran tersebut dikurangi nilai awalnya. Misal, sebuah partikel mulai dari x A = 2 m dan bergerak ke kiri sampai titik xC = -2 m, maka x AC = xC
x A = -2 m
2 m = -4 m
Berbeda dengan perpindahan, jarak merupakan besaran skalar, dan didefinisikan sebagai panjang lintasan yang ditempuh oleh partikel tanpa memandang arah gerak partikel tersebut. Pada Gambar 2.1, jarak yang ditempuh partikel ditunjukkan oleh garis putus-putus. Jarak dari titik A ke C kemudian ke B dapat dituliskan dAB = dAC + dCB
............. (2.2)
= 4 m + 7 m = 11 m
b. Laju Rata-rata dan Kecepatan Rata-rata
dalam suatu selang waktu tertentu. Jika sebuah mobil menempuh 240 km dalam 3 jam, dikatakan bahwa laju rata-ratanya adalah 80 km/jam. Secara umum, laju rata-rata sebuah partikel didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh sepanjang lintasannya dibagi waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut. Jarak total yang ditempuh Laju rata-rata =
............. (2.3) Waktu yang diperlukan
Istilah kecepatan dan laju sering dipertukarkan dalam bahasa sehari-hari. Tetapi dalam fisika, terdapat perbedaan di antara keduanya. Laju adalah sebuah bilangan yang positif, dengan satuan. Sedangkan kecepatan, digunakan untuk menyatakan baik besar (nilai numerik) mengenai seberapa cepat sebuah partikel bergerak maupun arah geraknya. Dengan demikian kecepatan merupakan besaran vektor. Kecepatan rata-rata didefinisikan
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
sebagai perpindahan partikel dibagi waktu yang diperlukan. Laju rata-rata tidak sama dengan besarnya kecepatan rata-rata. Perpindahan Kecepatan rata-rata =
............. (2.4) Waktu yang diperlukan
Dalam gerak satu dimensi, misalkan sebuah partikel pada suatu waktu t1, berada pada sumbu x di titik x1 pada sistem koordinat, dan beberapa waktu kemudian, pada waktu t2, partikel tersebut berada pada titik x 2. Waktu yang diperlukan adalah t2 x = x2
t1 dan selama selang waktu ini x1. Dengan demikian, kecepatan
rata-rata dapat dituliskan vx
x2 x1 t 2 t1
x t
............. (2.5)
Jika x2 lebih kecil dari x1
x = x2
x 1 lebih kecil dari nol. Kecepatan rata-rata positif untuk partikel yang bergerak ke kanan sepanjang sumbu x dan negatif jika partikel tersebut bergerak ke kiri. Arah kecepatan selalu sama dengan arah perpindahan. c. Kecepatan Sesaat Dengan hanya mengetahui kecepatan rata-rata tidak menjamin akan mengetahui kecepatan benda pada saat tertentu dalam perjalanan. Kecepatan sesaat bisa saja sama dengan kecepatan rata-rata, lebih kecil, atau lebih besar daripada kecepatan rata-rata. Jika sebuah benda bergerak dengan kecepatan beraturan (konstan) selama selang waktu tertentu, maka kecepatan sesaatnya pada tiap waktu sama dengan kecepatan rata-ratanya. Misalkan sebuah partikel berada pada posisi x = 30 m pada waktu t = 0 s, ditandai dengan poin (A). Kemudian partikel tersebut bergerak ke kanan dan kembali ke kiri. Data yang diambil pada poin (B), t = 10 s, posisi mobil adalah x = 52 m. Pada poin (C), t = 20 s posisinya adalah x = 38 m.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Tabel 2.2 Posisi Partikel pada Waktu yang Berbeda Posisi
t (s)
x (m)
(A)
0
30
(B)
10
52
(C)
20
38
Kecepatan rata-rata selama selang waktu 10 s dari (A) ke (B) adalah
2,2 m/s. Namun kecepatan sesaat selama selang waktu tersebut
tidak tepat
2,2 m/s. Gambar 2.4 menunjukkan grafik dari gerak yang
dilakukan partikel tersebut.
Gambar 2.2 Grafik Antara x Terhadap t pada Gerak Partikel Gradien garis merah menunjukkan kecepatan yang dialami partikel pada selang waktu yang lebih kecil dari 10 s. Pada Gambar 2.4, semakin kecil selang waktu maka garis tersebut semakin miring dan menjadi garis tangent dari kurva, ditunjukkan oleh garis berwarna biru. Gradien dari garis tangen ini menunjukkan kecepatan partikel pada saat dimulai pengambilan data, pada poin (A). Kecepatan sesaat vx sama dengan nilai limit dari x t vx
lim
t 0
t mendekati nol.
x t
............. (2.6)
Dalam notasi kalkulus, limit ini disebut sebagai turunan x terhadap t, ditulis dx/dt. Sehingga persamaan (2.6) menjadi:
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
vx
lim
t 0
digilib.uns.ac.id
x t
dx dt
............. (2.7)
Kecepatan sesaat bisa bernilai positif, negatif, ataupun nol. Ketika gradien dari grafik posisi terhadap waktu bernilai positif, pada contoh di atas dari poin (A) ke poin (B), maka vx bernilai positif. Jika gradiennya bernilai negatif, pada contoh di atas dari poin (B) ke poin (C), maka v x bernilai negatif. Pada poin (B), gradien dan kecepatan sesaatnya bernilai nol.
menunjukkan kecepatan sesaat. Sedangkan untuk menunjukkan kecepatan rata-
Laju sesaat sebuah partikel didefinisikan sebagai besar dari
kecepatan sesaat. Seperti laju rata-rata, laju sesaat juga merupakan besaran skalar. Misalkan, sebuah partikel memiliki kecepatan sesaat +25 m/s pada sebuah garis, dan partikel lain memiliki kecepatan sesaat -25 m/s pada garis yang sama, kedua partikel tersebut memiliki laju sesaat yang sama yaitu 25 m/s. d. Percepatan Suatu partikel yang kecepatannya berubah dikatakan mengalami percepatan. Sebuah mobil yang besar kecepatannya naik dari nol sampai 80 km/jam berarti dipercepat. Jika satu mobil dapat mengalami perubahan kecepatan seperti ini dalam waktu yang lebih cepat dari mobil lainnya, dikatakan bahwa mobil tersebut mendapat percepatan yang lebih besar. Dengan demikian, percepatan menyatakan seberapa cepat kecepatan sebuah benda berubah. Percepatan rata-rata didefinisikan sebagai perubahan kecepatan dibagi waktu yang diperlukan untuk perubahan ini: Perubahan kecepatan Percepatan rata-rata =
............. (2.8) Waktu yang diperlukan
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Dalam simbol-simbol, percepatan rata-rata a x selama selang waktu
t t 2 t1 ketika kecepatan berubah sebesar
vx
v x 2 v x1 , dapat
dituliskan sebagai berikut, ax
v x2 t2
v x1 t1
vx t
............. (2.9)
Percepatan juga merupakan vektor, namun untuk gerak satu dimensi, hanya digunakan tanda positif dan negatif untuk menunjukkan arah relatif terhadap koordinat yang dipakai. Pada beberapa situasi, nilai percepatan rata-rata mungkin berbeda selama selang waktu tertentu. Oleh karena itu didefinisikan percepatan sesaat sebagai limit dari percepatan rataax
lim t
0
vx t
t mendekati nol.
dv x dt
............. (2.10)
Dengan mensubstitusikan persamaan (2.7) ke dalam persamaan (2.10) maka diperoleh, ax
dv x dt
d dx dt dt
d 2x dt 2
............. (2.11)
e. Gerak Satu Dimensi dengan Kecepatan Konstan Gerak partikel dengan kecepatan konstan biasanya disebut sebagai gerak lurus beraturan (GLB). Karena pertikel bergerak dengan kecepatan konstan, maka kecepatan yang dialami partikel tersebut selalu sama pada setiap detiknya, secara matematis dapat dituliskan v x1 = vx2 = vx = konstan
............. (2.12)
Kecepatannya konstan, sehingga kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaatnya selalu sama. Persamaan (2.11) akan menjadi ax
dv x dt
0 ............. (2.13)
Persamaan (2.13) menunjukkan bahwa pada GLBB percepatan partikel adalah nol. Berdasarkan persamaan (2.7), jika pada t = 0 partikel berada pada posisi
x = x0 maka pada waktu t posisi partikel adalah
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
vx
dx dt
x
t
x
digilib.uns.ac.id
dx
v x dt
v x dt
x0
0
x x0
vx t 0
x
vx t
x0
............. (2.14)
Jika partikel bergerak dari posisi x 0 x
0 maka persamaan (2.14) menjadi
v xt
............. (2.15) Jika dimisalkan sebuah partikel bergerak dari titik x 0
0 m dengan
kecepatan tetap vx sebesar 5 m/s. Maka grafik kecepatan terhadap waktu dan posisi terhadap waktu dari partikel tersebut adalah sebagai berikut:
Gambar 2.3 Grafik pada GLB: (a) Kecepatan Terhadap Waktu, (b) Posisi Terhadap Waktu
f. Gerak Satu Dimensi dengan Percepatan Konstan Jika percepatan suatu partikel berbeda-beda pada tiap waktu, maka geraknya akan sangat kompleks dan sulit untuk dianalisis. Akan tetapi, pada gerak sederhana pada satu dimensi biasanya percepatan bernilai konstan. Pada gerak dengan percepatan konstan, percepatan rata-rata selama selang waktu yang ditentukan memiliki nilai yang sama dengan percepatan sesaatnya, dan kecepatan berubah dengan besar yang sama selama partikel
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
bergerak. Gerak partikel dengan percepatan konstan biasanya disebut sebagai gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Karena pertikel bergerak dengan percepatan konstan, maka percepatan yang dialami partikel tersebut selalu sama pada setiap detiknya, secara matematis dapat dituliskan ax1 = ax2 = ax = konstan
............. (2.16)
Dari persamaan (2.10) dapat diperoleh nila vx sebagai berikut dv x dt
ax vx
dv x
a x dt
t
dv x
a x dt
v0
0
vx
v0
ax t
vx
v0
ax t
0 ............. (2.17)
Partikel yang pada waktu t0 = 0 memiliki kecepatan awal v0 bergerak lurus berubah beraturan dengan percepatan ax. Pada waktu t kecepatan partikel vx sebanding dengan kecepatan awal ditambah percepatan dikalikan waktu. Untuk mencari posisi akhir partikel yang bergerak GLBB, dapat diperoleh dengan mengintegralkan dx dari persamaan (2.7), dx dt
vx x
dx
v x dt
t
dx x0
v x dt 0
t
x x0
v0 axt dt 0
x
x0
v 0t
1 a xt 2 2
x
x0
v0 t
1 a xt 2 2
............. (2.18)
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Dari persamaan (2.18) diketahui bahwa posisi akhir x partikel yang bergerak GLBB sama dengan posisi awal x0 ditambah kecepatan awal dikalikan waktu ditambah setengah percepatan dikali waktu. Dari persamaan (2.17), diperoleh t
vx
v0
............. (2.19)
ax
Dengan mensubstitusikan persamaan (2.19) ke persamaan (2.18), diperoleh x
x
x0
x0
x x0
1 a xt 2 2
v0 t
v0
vx
v0 ax
v x v0 v0 ax v0 ax
x x0
2
2
2
2v 02
2a x x x 0
v02
v 02
1 vx 2
2
2
2v xv0 v0 ax
2
2
v0 2ax
2a x x x 0
v x2
v v 1 ax x 0 2 ax
vx 2ax v 02
v x2
v 2x
2a x x x 0
............ (2.20)
Persamaan (2.17) dan (2.18) dapat digunakan untuk menyelesaikan contoh berikut. Misalkan, sebuah partikel bergerak dari titik x 0
0m
dengan kecepatan awal v x0 sebesar 5 m/s. Jika partikel tersebut bergerak dengan percepatan konstan sebersar 5 m/s 2, maka grafik posisi terhadap waktu, kecepatan terhadap waktu, dan percepatan terhadap waktu dari partikel tersebut setelah 4 s ditunjukkan oleh Gambar 2.4:
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
vx (m/s)
ax (m/s2)
30
6
25
5
20
4 3
15
2
10
5
1
t (s)
0 0
1
2
3
4
t (s)
0
5
0
1
2
3
(a)
4
5
(b) x (m) 70 60 50 40 30 20 10 0
t (s) 0
1
2
(c) 3
4
5
Gambar 2.4 Grafik pada GLBB: (a) Percepatan Terhadap Waktu; (b) Kecepatan Terhadap Waktu; (c) Posisi Terhadap Waktu Sebuah partikel yang bergerak pada lintasan lurus, arah kecepatan dan
percepatannya
saling
mempengaruhi.
Ketika
kecepatan
dan
percepatannya memiliki arah yang sama, maka partikel akan bergerak dipercepat. Namun ketika arah kecepatan dan percepatannya saling berlawanan, partikel akan bergerak diperlambat. v (a)
v
a (b)
a v (c)
Gambar 2.5 Arah Kecepatan dan Percepatan Saling Mempengaruhi Arah Gerak Partikel: (a) GLB; (b) GLBB Diperlambat; (c) GLBB Dipercepat.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
g. Gerak-gerak Vertikal Satu dari contoh yang paling umum mengenai gerak lurus berubah beraturan adalah benda yang dibiarkan jatuh bebas dengan jarak yang tidak jauh dari permukaan tanah. Analisis Galileo menggunakan tekniknya yang baru dan kreatif dalam membayangkan apa yang akan terjadi dalam kasus-kasus ideal (sederhana). Untuk jatuh bebas, ia mendalilkan bahwa semua benda akan jatuh dengan percepatan konstan yang sama jika tidak ada udara atau hambatan lainnya. Jarak yang ditempuh akan sebanding dengan kuadrat waktu, yaitu
.
Galileo juga menegaskan bahwa semua benda, berat atau ringan, jatuh dengan percepatan yang sama, paling tidak jika udara diabaikan. Jika sebuah koin dan kertas yang dibentuk menjadi gumpalan kecil dijatuhkan dari ketinggian yang sama, maka kedua benda tersebut akan mencapai tanah pada saat yang hampir sama. Galileo yakin bahwa udara berperan untuk hambatan bagi bendabenda yang sangat ringan yang memiliki permukaan yang luas. Tetapi pada banyak keadaan biasa, hambatan udara ini bisa diabaikan. Pada suatu ruang hampa udara, maka benda ringan seperti bulu atau selembar kertas yang dipegang horisontal pun akan jatuh dengan percepatan yang sama seperti benda yang lain. Sumbangan Galileo yang spesifik terhadap pemahaman mengenai gerak benda jatuh dapat dirangkum sebagai berikut: pada suatu lokasi tertentu di Bumi dan dengan tidak adanya hambatan udara, semua benda jatuh dengan percepatan konstan yang sama. Percepatan konstan ini disebut sebagai percepatan gravitasi, dan diberi simbol g. Besarnya kira-kira g = 9,8 m/s2. Sebenarnya, g sedikit bervariasi menurut garis lintang dan ketinggian, tetapi variasi ini begitu kecil sehingga kita bisa mengabaikannya untuk sebagian besar kasus. Gerak jatuh bebas adalah gerak sebuah benda pada arah vertikal yang hanya dipengaruhi oleh percepatan gravitasi, tanpa menghiraukan
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
gerakan awal benda. Benda yang dilempar ke atas atau ke bawah dan dilepaskan dari keadaan diam merupakan benda yang jatuh bebas segera setelah dilepaskan. Sebuah benda yang bergerak jatuh bebas mengalami percepatan dengan arah ke bawah, tanpa menghiraukan gerakan awal benda. Dalam bahasan bendaberarti menunjukkan arah y positif. Persamaan (2.17), (2.18), dan (2.20) digunakan pula dalam benda jatuh bebas dengan beberapa penyesuaian. Karena gerak tersebut vertikal, x akan diganti dengan y, di mana ay = -g = -9,8 m/s 2
............. (2.21)
tanda negatif menunjukkan bahwa percepatan benda yang jatuh bebas menuju ke bawah. Kemudian y0 digunakan untuk menggantikan x0. Biasanya diambil y0 = 0 kecuali jika ditentukan lain. Pada benda yang dilempar ke bawah, arah kecepatan dan percepatan yang dialami benda menuju ke bawah. Sehingga berlaku persamaan berikut vy y
v y0
gt
y0
v y0 t
............. (2.22) 1 2 gt 2
............. (2.23)
Benda di lempar ke bawah, nilai y akan lebih kecil dari y0, maka y y0 bernilai negatif. Sehingga diperoleh y
1 2 gt 2
v y 0t
............. (2.24)
Persamaan (2.20) menjadi
v 2y
v 2y0
2gy
............. (2.25)
Untuk benda jatuh bebas dengan kecepatan awal nol, vy0 = 0, maka persamaan (2.22), (2.24), dan (2.25) menjadi vy
gt
............. (2.26)
y
1 2 gt 2
............. (2.27)
v 2y
2gy
............. (2.28)
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Pada benda yang dilempar ke atas, arah kecepatan dan percepatan yang dialami benda berlawanan. Kecepatan benda menuju ke atas, sedangkan percepatannya menuju ke bawah. Sehingga persamaan (2.22), (2.24), dan (2.25) menjadi vy
vy0
gt
............. (2.29)
y
v y0 t
1 2 gt 2
............. (2.30)
v 2y
v 2y0 2 gy
............. (2.31)
6. Kinematika dalam Dua Dimensi a. Vektor Posisi, Kecepatan, dan Percepatan Pada kinematika dalam dua dimensi, tidak hanya digunakan tanda positif dan negatif, seperti pada kinematika dalam satu dimensi. Dalam pembahasan dua dimensi, sangat perlu digunakan notasi vektor untuk menunjukkan arah atau gerakan. Oleh karena itu beberapa persamaan yang muncul pada pembahasan kinematika dalam satu dimensi akan mengalami beberapa penyesuaian pada pembahasan kinematika dalam dua dimensi. Jika sebuah partikel bergerak pada bidang xy seperti yang digambarkan pada Gambar 2.6, maka vektor posisi partikel r digambarkan pangkalnya berada di titik pusat koordinat dan ujungya berada di posisi partikel pada bidang xy. Pada waktu t1 partikel berada pada titik (A1), ditunjukkan dengan vektor posisi r1 , Sehingga r1
OA 1
2i
6j
Pada waktu t2 partikel berada pada titik (A2), ditunjukkan dengan vektor posisi r2 . r2
OA 2
4i
6j
secara umum, vektor posisi dituliskan r
xi
yj
............. (2.32)
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
i adalah vektor satuan pada sumbu x sedangkan j adalah vektor satuan pada sumbu y. Vektor satuan merupakan satuan dari vektor yang tidak bergantung pada dimensi besarannya.
Gambar 2.6 Sebuah Partikel Bergerak pada Bidang xy dengan Vektor r Digambarkan dari Pusat Koordinat ke Partikel. Ketika partikel bergerak dari (A1) ke (A2
t=
t2 - t1, vektor posisinya berubah dari r1 ke r2 . Maka vektor perpindahan
r
adalah selisih antara vektor posisi akhir dan vektor posisi awalnya.
r
r2
r1
r
4i 6 j
............. (2.33) 2i 6 j
2i
Seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 2.6, besar
r lebih kecil
dibandingkan jarak yang dilalui partikel sepanjang kurva. Vektor kecepatan rata-rata merupakan vektor perpindahan dibagi waktu yang dibutuhkan, r t
v
Karena
............. (2.34) t merupakan besaran skalar, sehingga arah v sama dengan arah
r. Jika partikel pada Gambar 2.6 bergerak dari A 1 ke A2 selama 2 sekon, maka kecepatan rata-ratanya adalah
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
r t
v
digilib.uns.ac.id
2i 2
1i
i r t
Vektor kecepatan sesaat sama dengan nilai limit dari perbandingan untuk t mendekati nol, v
r t
lim
t 0
dr dt
................. (2.35)
Jika vektor posisi sebagai fungsi waktu diketahui, maka kecepatan partikel dapat dicari dengan menggabungakan persamaan (2.32) dan (2.35), sehingga diperoleh v
dr dt
dx i dt
dy j dt
vxi
............. (2.36)
vyj
Misalkan sebuah partikel bergerak dari satu titik ke titik lain dalam lintasan yang sama, vektor kecepatan sesaatnya berubah dari v1 pada waktu t1 menjadi v 2 pada waktu t2. Dengan mengetahui vektor kecepatan pada titik ini dapat digunakan untuk menentukan vektor percepatan rata-rata partikel, yaitu perubahan vektor kecepatan sesaat
a
v2 t2
v1 t1
v t
Vektor
............. (2.37) percepatan
percepatan rataa
v t
lim t
0
v dibagi selang waktu
sesaat
didefinisikan
sebagai
limit
dari
t mendekati nol.
dv dt
............. (2.38)
b. Gerak Dua Dimensi dengan Percepatan Konstan Karena a dianggap konstan, maka komponen ax dan ay juga konstan. Dengan mensubstitusikan persamaan (2.17) dan v y
v y0
a y t ke
persamaan (2.36) untuk menentukan kecepatan akhir pada waktu t, diperoleh
v
vx 0 ax t i
vy 0 ay t j
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
v x0 i v y0 j v
v0
ax i ay j t
at
............. (2.39)
dari persamaan (2.39), maka komponen dari vektor v adalah
v
v0
at
vx vy
v x0 v y0
a xt a yt
............. (2.39a)
Persamaan (2.18), jika di substitusikan dengan y
y0
v y 0t
1 a y t 2 dan 2
persamaan (2.32) akan diperoleh: r
r
x0
v x 0t
1 axt2 i 2
y0
x0 i
y0 j
v x 0 i v y0 j t
r0
v 0t
1 2 at 2
v y0t
1 a yt2 j 2
1 a xi a yj t 2 2 ............. (2.40)
maka komponen dari vektor r adalah
r
r0
v0t
1 2 x at 2 y
x0 y0
1 2 a xt 2 1 2 a yt 2
vx 0t v y0 t
Komponen-komponen
............. (2.40a)
pada persamaan (2.39a)
dan
(2.40a)
dilukiskan pada Gambar 2.7. Pada Gambar 2.7a, terlihat bahwa v memiliki arah yang berbeda dengan v 0 dan a . Hal ini terjadi karena hubungan antara v 0 dan a adalah hubungan vektor. Untuk alasan yang sama, dari Gambar 2.7b dapat dilihat bahwa r memiliki arah yang berbeda dengan v 0 ataupun a . Arah r berbeda dengan arah v .
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
0
0
Gambar 2.7 Vektor dan Komponen-komponennya: (a) Vektor Kecepatan; (b) Vektor Posisi pada Partikel yang Bergerak dengan Percepatan Konstan. c. Gerak Peluru 1) Bentuk Lintasan Gerak Peluru Sebuah bola yang ditendang oleh kiper menuju ke tengah lapangan memiliki lintasan melengkung. Gerak tersebut akan mudah untuk dianalisis jika diasumsikan dua hal berikut: (1) benda mendapatkan percepatan jatuh bebas g yang selalu konstan dan mengarah ke bawah selama gerak tersebut terjadi, (2) gesekan udara diabaikan. Dengan menggunakan kedua asumsi tersebut, maka bentuk lintasan dari gerak peluru selalu berupa parabola.
Gambar 2.8 Lintasan Parabola pada Gerak Peluru
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Karena gesekan udara diabaikan, maka ay = -g dan ax = 0. Misalkan pada t = 0 sebuah partikel bergerak dengan kecepatan v 0 dari titik (0,0), Gambar 2.8. Vektor v0 membentuk sudut
0
terhadap sumbu x. Dengan
menggunakan fungsi sin dan cos, maka cos
0
vx 0 / v0
sin
0
v y 0 / v0
oleh karena itu, komponen x dan y dari kecepatan adalah, vx 0
v0 cos
vy0
0
v0 sin
0
............. (2.41)
Dengan mensubstitusikan komponen x ke dalam persamaan (2.40a) untuk x 0 = 0 dan ax = 0, diperoleh x
v x 0t
v 0 cos
t
0
............. (2.42)
Dengan cara yang sama, komponen y disubstitusikan ke persamaan (2.40a) untuk y1 = 0 dan ay = -g, diperoleh y
v y0 t
1 a yt 2 2
v0 sin
t
0
1 2 gt 2
............. (2.43)
Dari persamaan (2.42) didapatkan t
x / v 0 cos
0
, disubstitusikan ke
persamaan (2.43), maka
y
tan
0
g 2v cos2
x
2 0
x2
............. (2.44)
0
Persamaan (2.44) berlaku untuk 0 <
0
Secara umum, persamaan untuk kurva yang berbentuk parabola adalah
y = ax2 + bx + c. Terlihat bahwa persamaan (2.44) memiliki
bentuk yang sama dengan persamaan umum tersebut dengan a =
g 2v cos2 2 0
, b = tan
0
, dan c = 0. Maka dapat dikatakan bahwa
0
bentuk lintasan dari gerak peluru berupa parabola.
2) Jangkauan Maksimum (R) dan Tinggi Maksimum (h) pada Gerak Peluru Jika dimisalkan sebuah partikel yang melakukan gerak peluru mulai bergerak dari titik pusat pada t0 = 0 dengan komponen vy0 bernilai positif, seperti yang ditunjukan Gambar 2.8. Titik puncak lintasan (A3) berada
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
pada koordinat (R/2, h) dan titik (A5) berada pada koordinat (R, 0). Jarak R disebut jangkauan maksimum gerak peluru, dan jarak h disebut tinggi maksimum. Besarnya h dan R dapat ditentukan dengan mengasumsikan pada titik puncak, nilai v y = 0 . Sehingga nilai th dapat ditentukan dengan, vy
v y0
ayt
0
v 0 sin
th
v0 sin g
gt h
0
0
......... (2.45)
Dengan mensubstitusikan persamaan (2.45) ke dalam persamaan (2.43), dan y diganti dengan h maka diperoleh h
v 0 sin
h
v02 sin 2 2g
v 0 sin g
0
1 v0 sin g 2 g
0
2 0
0
......... (2.46)
Rentang maksimum R adalah posisi partikel pada garis horisontal. Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai R adalah dua kali waktu yang dibutuhkan untuk mencapai puncak h, sehingga tR = 2th. Dengan menggunakan persamaan (2.42) untuk x = R dan t = 2th, maka diperoleh R
v x 0t
R
v 0 cos
v0 cos
0
2t h
2v0 sin g
0
Dengan sin
2
0
2v0 sin 0 cos g
0
sin cos , maka R menjadi
2
R
v0 sin 2 g
0
......... (2.47)
Nilai maksimum untuk R dari persamaan (2.47) adalah
v02 g
Rmaks
terjadi ketika sin saat
0
= 45o.
......... (2.48) 0
= 1 atau 2
0
= 90o, sehingga R bernilai maksimum
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Persamaan (2.45), (2.46), (2.47), dan (2.48) hanya berlaku jika lintasan gerak peluru berupa parabola yang simetris. Gambar 2.9 menunjukkan lintasan partikel yang melakukan gerak peluru dengan kelajuan yang sama namun meluncur dengan sudut berbeda. Seperti yang terlihat, rentang maksimum terjadi ketika partikel bergerak dengan vektor v0 membentuk sudut 45 o terhadap sumbu x. Untuk sudut selain 45o, titik (R,0) pada koordinat kartesius dapat diperoleh dengan menggunakan salah satu dari dua sudut yang jika dijumlahkan bernilai 90o. Misalnya sudut 15o dan 75o, sudut 30o dan 60o. Tentu saja tinggi maksimum dan waktu yang dibutuhkan dari tiap nilai ini berbeda.
Gambar 2.9 Gerak Peluru Beberapa Partikel dengan Sudut 0
Berbeda-beda Dari Gambar 2.9, terlihat bahwa R(15o) = R(75o), maka R(15o) = R(75o) 2
v0 sin(2.15 ) g
2
v0 sin(2.75 ) g
sin(2.15 ) sin(2.75 ) Diketahui sin 2.
2 sin cos , maka
sin(2.15 ) sin(2.75 )
2 sin 15 cos15
2sin 75 cos75 commit to user
0
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
sin15 cos15 sin 90
sin 75 cos75 15 cos 90
sin 90 cos15 cos15
15
cos 90 sin15
cos 90 cos15
sin 90 sin15
0 0 sin15
0 sin 15 cos15
0 0
sin15 cos15 Sehingga secara umum dapat dituliskan
sin 2.
1
sin 2. 90
............. (2.49)
1
d. Gerak Melingkar Beraturan Gerak melingkar beraturan (GMB) adalah gerak partikel dalam lintasan melingkar dengan kelajuan tetap. Meskipun demikian, benda yang bergerak melingkar beraturan tetap memiliki percepatan, berdasarkan pengertian percepatan rata-rata yang ditunjukkan pada persamaan (2.38). Percepatan dapat terjadi karena adanya perubahan kecepatan, baik besar maupun arah kecepatan.
Gambar 2.11 Partikel Bergerak Melingkar Beraturan Besaran-besaran fisika dalam gerak melingkar antara lain: 1) Periode dan frekuensi Dari Gambar 2.11, jika partikel bergerak melingkar dari titik P kembali ke titik P lagi, maka partikel tersebut melakukan satu putaran, sedangkan waktu periodik yang dibutuhkan untuk melakukan satu putaran disebut
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
periode, periode dilambangkan dengan T, sedangkan banyaknya putaran yang mampu dilakukan benda tiap sekon disebut frekuensi (f). Maka berlaku hubungan: f
1 atau T T
1 f
............. (2.50)
2) Perpindahan sudut dan jarak tempuh Jarak tempuh adalah jarak linier yang di tempuh partikel selama bergerak melingkar. Jika partikel bergerak dari titik P kembali lagi ke titik P berarti partikel telah menenmpuh satu keliling lingkaran, sehingga jarak tempuh d dirumuskan d
r
............. (2.51)
dengan r adalah jari-jari lingkaran. Perpindahan sudut adalah sudut yang telah ditempuh selama partikel bergerak melingkar dilambangkan dengan
dan satuannya
adalah radian (rad). Dalam satu lingkaran, besar sudutnya adalah 360 = sebesar (2.51) untuk d=
............. (2.52) d r
............. (2.53)
3) Kecepatan sudut dan kelajuan linier Dalam gerak melingkar, selain partikel menempuh jarak liner, partikel juga menempuh sudut tertentu sehingga dalam gerak melingkar terdapat kelajuan linier dan juga kecepatan sudut. Dalam melakukkan satu putaran, waktu yang diperlukan partikel akan sama dengan satu periode t = T, sehingga kelajuan liniernya adalah v
d t
r T
2 r T
............. (2.54)
Besarnya kecepatan sudut adalah perbandingan antara sudut yang ditempuh partikel dengan periode tempuh dilambangkan dengan
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
(rad/s). Jika dalam melakukan satu putaran waktu yang dibutuhkan t = T dan sudut yang tempuh , maka 2 T
T
............. (2.55)
dengan mensubstitusikan persamaan (2.54) dan (2.55), diperoleh v
............. (2.56)
r
Gambar 2.12 Hubungan Roda-Roda: (a) Sepusat, (b) Bersinggungan, (c) Dihubungkan dengan Tali Hubungan antara
dan v untuk dua roda yang dihubungkan
sepusat (satu poros), arah putaran dan kecepatan sudutnya adalah sama (Gambar 2.12a). 1
2
atau
v1 r1
v2 r2
............. (2.57)
Untuk dua roda gigi yang dihubungkan bersinggungan, arah putaran keduanya berlawanan dan kelajuan linear keduanya sama (Gambar 2.12b).
v1 v2 atau
r
1 1
r
............. (2.58)
2 2
Untuk dua roda yang dihubungkan dengan tali, sabuk, atau rantai, arah putaran dan kelajuan linear kedua roda adalah sama (Gambar 2.12c).
v1 v2 atau 1r1
r
2 2
commit to user
............. (2.59)
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
4) Percepatan sentripetal Arah kecepatan linier benda pada suatu titik adalah searah dengan arah garis singgung lingkaran pada titik tersebut. Pada gerak melingkar beraturan, vektor kecepatan linear adalah tidak tetap karena arahnya selalu berubah, sedangkan kelajuan linear (besar kecepatan linear) adalah konstan.
Gambar 2.13 Partikel Bergerak dari A ke B pada GMB (a) Vektor Kecepatannya Berubah dari v 0 ke v ; (b) Perubahan Kecepatan v Sebuah benda yang bergerak melingkar beraturan mempunyai percepatan yang selalu tegak lurus lintasan dan arahnya menuju pusat lingkaran. Percepatan tersebut dinamakan percepatan sentripetal. Gambar 2.13a menunjukkan perubahan vektor posisi
r . Pada
waktu t0, partikel yang bergerak melingkar beraturan berada pada posisi A dengan kecepatan v 0 . Setelah waktu t, partikel tersebut berada pada posisi B dengan kecepatan v . Gambar 2.13a sebangun dengan Gambar 2.13b sehingga dari komponen-komponen yang menyusunnya diperoleh persamaan berikut,
r
v
r
v
rv r
v
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
v r
digilib.uns.ac.id
r
v
t
t
dengan v v0
v r r t v dan r
a r1
r . Untuk t mendekati nol,
r t
merupakan
kelajuan v, maka besarnya percepatan sentripetal adalah
v2 r
as
............. (2.60)
e. Percepatan Tangensial dan Percepatan Radial Sebuah partikel yang bergerak pada lintasan lengkung memiliki total vektor percepatan yang berbeda-beda pada tiap posisinya. Vektor ini terdiri dari dua komponen yaitu: komponen radial ar sepanjang jari-jari, dan komponen tangensial at yang tegak lurus dengan jari-jari. Total vektor percepatan a merupakan penjumlahan vektor percepatan radial ar dan vektor percepatan tangensial a t . a
ar
at
............. (2.61)
Komponen percepatan tangensial disebabkan oleh perubahan kelajuan yang dialami partikel. Komponen ini sebanding dengan kecepatan sesaat, dirumuskan sebagai berikut, at
dv
............. (2.62)
dt
Komponen percepatan radial tibul karena adanya perubahan arah kecepatan, dan dirumuskan sebagai, ar
ac
v2 r
............. (2.63)
dimana r adalah jari-jari lintasan. Diketahui bahwa komponen percepatan radial sama dengan percepatan sentripetal. Tanda negatif menunjukkan arah percepatan sentripetal menuju ke pusat lingkaran sebesar r, namun arahnya berlawana dengan arah vektor r .
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Gambar 2.14 Total Percepatan a pada Partikel yang Bergerak Melingkar Karena ar tegak lurus dengan a t , maka besarnya a sama dengan
a
ar2 at2 . Pada kelajuan yang sama, ar akan bernilai lebih besar jika
jari-jari lintasan kecil, dan akan bernilai kecil jika jar-jari lingkaran besar. a t akan searah dengan v jika v semakin besar, dan akan berlawanan arah jika v semakin kecil. Pada gerak melingkar beraturan, v bernilai konstan sehingga at = 0 dan percepatan yang terjadi hanya percepatan radial. Namun jika arah v tidak berubah, maka tidak ada percepatan radial dan partikel bergerak pada satu dimensi, ar =0 tetapi at tidak mungkin nol. Dari persamaan (2.62) dan (2.63), maka didapatkan a
ar
at
dv dt
v2 r r
............. (2.64)
B. Penelitian yang Relevan Sebelum penelitian ini dilakukan, sudah ada beberapa penelitian lain yang dilakukan mengenai miskonsepsi siswa dalam fisika. Penelitian-penelitian berikut ini dijadikan referensi dalam penelitian mengenai miskonsepsi dalam materi Gerak pada siswa kelas X SMA Negeri 1 Surakarta. Setiap penelitian yang dicantumkan berikut ini saling melengkapi dan memperbanyak pengetahuan tentang miskonsepsi yang mungkin terjadi pada materi Gerak. Seringkali salah satu hasil penelitian mengungkapkan miskonsepsi yang tidak diungkapkan oleh peneliti lain.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Berg (1991) melakukan penelitian mengenai miskonsepsi siswa dari tingkat SMP hingga universitas pada beberapa materi Fisika, yang kemudian hasil penelitian tersebut dibukukan. Dalam buku tersebut diungkap beberapa miskonsepsi yang sering dialami siswa pada pokok bahasan mekanika, kelistrikan, suhu dan kalor, serta optik geometri. Salah satu kesimpulan yang diambil mengenai miskonsepsi pada optik geometri adalah, mahasiswa dan guru berpendapat kecepatan cahaya bergantung pada sumbernya dan beberapa variabel lainnya sedangkan sebenarnya kecepatan cahaya hanya tergantung pada ciri-ciri medium perambatan. Pada materi suhu dan kalor, siswa SMP dan SMA memiliki miskonsepsi menyangkut kesetimbangan termal, suhu sebagai variabel intensif, serta perbedaan suhu dan kalor. Dalam salah satu bab di buku tersebut diulas miskonsepsi yang sering terjadi pada pokok bahasan Gerak. Diungkapkan bahwa banyak sekali jumlah dan tipe miskonsepsi gerak yang terdapat pada siswa SMP dan SMA. Antara lain miskonsepsi mengenai dua benda yang jatuh, gerak vertikal dan gerak horizontal, kedudukan, kecepatan, dan percepatan. Suparno (2005: 9-28) dalam bukunya yang berjudul Miskonsepsi dan Perubahan Konsep Pendidikan Fisika, menyebutkan beberapa miskonsepsi dalam fisika yang sering terjadi pada diri siswa yang meliputi semua subbidang yang ada, seperti mekanika; optika dan gelombang; panas dan termodinamika; listrik dan magnet; fisika modern; dan tata surya. Dari beberapa miskonsepsi pada subbidang tersebut, miskonsepsi dalam bidang mekanika adalah yang terbanyak. Penelitian mengenai miskonsepsi fisika pada jenjang SMA juga dilakukan oleh Maharta (2008). Dalam laporannya, disimpulkan bahwa rata-rata siswa yang mengalami miskonsepsi terhadap konsep-konsep fisika sangat tinggi, yaitu 65%. Penelitian miskonsepsi yang dilakukan mencakup beberapa materi pokok dalam Fisika. Seperti kinematika, dinamika, suhu dan kalor, serta kelistrikan. Pada salah satu soal yang mengukur pemahaman siswa mengenai konsep gaya yang bekerja pada benda yang dilempar vertikal ke atas, sebanyak 85% siswa mengalami miskonsepsi. Mereka tidak memahami bahwa benda yang
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
bergerak tidak selalu disebabkan oleh gaya konstan melainkan dapat disebabkan oleh gaya sesaat yang memberikan kecepatan awal pada benda. Pada pokok bahasan Kinematika, hasil penelitian yang dilakukan oleh Maharta (2008) menunjukkan masih banyak siswa yang mengalami miskonsepsi. 59% siswa tidak memahami konsep vektor kecepatan dimana kecepatan dapat bernilai negatif pada saat benda bergerak berlawanan arah dengan semula. 79% siswa yang mengalami miskonsepsi beranggapan bahwa kecepatan di titik tertinggi pada gerak parabola sama dengan pada gerak vertikal keatas yaitu nol padahal pada gerak parabola ada komponen gaya mendatar yang besarnya konstan sehingga pada gerak parabola kecepatannya tidak nol di titik tertinggi melainkan
tanpa gesekan tidak dipengaruhi oleh massa benda namun hanya dipengaruhi oleh percepatan gravitasi bumi. Penelitian miskonsepsi dalam Kinematika juga telah dilakukan dan dituliskan dalam website Universitas Montana oleh Brown dan Crowder (2000). Dalam website tersebut diungkapkan miskonsepsi pada sub bab posisi, kecepatan, percepatan dan pembuatan grafik hubungan antara besaran-besaran tersebut. Dalam pokok bahasan percepatan, miskonsepsi yang dibahas antara lain: kelajuan yang sama menunjukkan percepatan yang sama pula pada dua buah objek, semakin besar kelajuan maka makin besar pula percepatannya, benda yang memiliki kelajuan nol maka percepatannya juga nol. Miskonsepsi yang dibahas dalam sub bab posisi, antara lain: benda yang berada di depan benda lain bergerak dengan kelajuan yang lebih besar, benda pada posisi yang sama memiliki kelajuan yang sama. Pada sub bab kecepatan, miskonsepsi yang dibahas antara lain: kecepatan selalu bernilai positif, posisi yang sama menunjukkan kecepatan yang sama, grafik kecepatan terhadap waktu sama seperti lintasan yang ditempuh benda. C. Kerangka Pemikiran Dalam pendidikan fisika, siswa akan banyak belajar tentang kejadian alam. Berinteraksi denga lingkungan untuk menguasai sesuatu sehingga
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
menimbulkan perubahan tingkah laku atau kepribadian. Pengetahuan awal yang dimiliki siswa mengenai fisika bersifat individu. Pemahaman siswa mengenai suatu materi atau pokok bahasan berbedabeda. Siswa dapat memahami pokok bahasan tersebut atau mengalami miskonsepsi, dan bisa juga siswa tidak memahami sama sekali. Siswa dikatakan tidak memahami suatu pokok bahasan jika tidak ada respon dari siswa ketika ditanyai pokok bahasan tersebut. Siswa cenderung tidak menjawab atau jawaban siswa tidak jelas dan tidak berhubungan dengan pokok bahasan. Siswa dikatakan mengalami miskonsepsi jika pengetahuan yang dimiliki siswa tidak akurat dan terdapat kesalahan hubungan antara satu konsep dengan konsep yang lain. Siswa dikatakan memahami pokok bahasan jika pengetahuan yang dimiliki siswa tidak mengandung miskonsepsi dan satu konsep dengan konsep yang lainnya memiliki keterkaitan atau hubungan yang benar. Miskonsepsi yang terjadi pada siswa dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, baik yang berasal dari guru, buku teks, maupun dari siswa itu sendiri. Jika siswa mengalami miskonsepsi pada suatu pokok bahasan, maka hal tersebut dapat mempengaruhi pemahaman siswa mengenai pokok bahasan yang lain karena konsep-konsep yang dipelajari saling berhubungan. Berdasarkan pemikiran di atas dapat dimungkinkan setiap siswa kelas X SMA Negeri 1 Surakarta memiki miskonsepsi pada konsep Gerak. Oleh karena itu dirancanglah sebuah penelitian mengenai miskonsepsi pada konsep Gerak. Kerangka penelitian ini dapat ditunjukkan dalam Gambar 2.15. Miskonsepsi pada konsep fisika
Miskonsepsi Gerak pada siswa kelas X SMA Negeri 1 Surakarta
Konsultasi dengan ahli
Pembuatan instrumen
Tes objektif beralasan (pada siswa)
Analisis data Kajian literatur Kesimpulan
Gambar 2.15 Paradigma Penelitian
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
D. Hipotesis Berdasarkan kerangka pemikiran di atas, maka dapat dituliskan rumusan hipotesis penelitian, sebagai berikut : Siswa kelas X SMA Negeri 1 Surakarta Tahun Ajaran 2010/2011 memiliki miskonsepsi pada setiap konsep Kinematika, dan profil miskonsepsi yang terjadi di setiap konsep berbeda-beda.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB III METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian 1. Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan di Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri 1 Surakarta. Tempat ini dipilih karena selama masa praktek mengajar (PPL) di sekolah tersebut, ditemukan kesalah pahaman siswa tentang konsep Gerak. Oleh karena itu, dilakukan penelitian di SMA Negeri 1 Surakarta untuk mengetahui sebanyak apa miskonsepsi Gerak yang terjadi dan bagaimana profil miskonsepsi tersebut. 2. Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan pada semester genap Tahun Pelajaran 2010/2011. Dimulai pada bulan Januari 2011 sampai bulan September 2012. Adapun jadwal penelitian dapat dilihat dalam Lampiran 1. B. Jenis dan Desain Penelitian Bentuk penelitian ini mengikuti paradigma penelitian kuantitatif yang bersifat noneksperimental. Metode yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan metode deskriptif. Penelitian miskonsepsi ini menggunakan desain penelitian studi kasus yang hanya difokuskan pada fenomena miskonsepsi Gerak. Penelitian ini akan menghasilkan deskripsi tentang fenomena miskonsepsi Gerak yang terjadi pada siswa kelas X SMA Negeri 1 Surakarta Tahun Pelajaran 2010/2011. C. Teknik Sampling Pemilihan sampel dilakukan secara purposive sampling. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa kelas X SMA Negeri 1 Surakarta Tahun Pelajaran 2010/2011. Sampel dalam penelitian ini adalah siswa kelas X-8 dan X10 SMA Negeri 1 Surakarta Tahun Pelajaran 2010/2011 yang pernah mempelajari konsep Gerak.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
D. Teknik Pengumpulan Data Teknik pengumpulan data yang dilakukan dalam penelitian ini adalah teknik tes. Penyusunan instrumen tes didahului dengan konsultasi kepada dosen pembimbing dan dilengkapi dengan kajian literatur untuk mengetahui konsep mana saja yang sering salah dipahami dalam materi Gerak. Literatur yang digunakan adalah jurnal-jurnal penelitian dan artikel-artikel yang berkaitan dengan miskonsepsi Gerak. Bentuk tes yang digunakan dalam penelitian ini adalah tes objektif beralasan yang terdiri dari 25 item. Materi tes mencakup konsep tentang jarak dan perpindahan, kelajuan dan kecepatan, percepatan, GLB (gerak lurus beraturan), GLBB (gerak lurus berubah beraturan), gerak vertikal, gerak parabola, dan gerak melingkar. E. Validitas Instrumen Validitas instrumen tes yang digunakan adalah validitas isi. Kemudian untuk menguji validitas isi dilakukan dengan membandingkan antara isi instrumen dengan materi yang diteskan. Pada penelitian ini, sebelum pengambilan data, dilakukan pengujian terhadap validitas tes Gerak yang sudah dibuat. Pengujian validitas isi instrumen tes dilakukan dengan cara konsultasi kepada dosen pembimbing yang ahli mengenai konsep Gerak.
F. Analisis Data Teknik analisis data yang digunakan dalam penelitian ini adalah statistik deskriptif. Langkah-langkah analisis secara garis besar ditunjukkan pada Gambar 3.1 berikut.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Persiapan
Tabulasi Data
Penerapan Data Sesuai dengan Pendekatan Penelitian Gambar 3.1 Komponen dalam Analisis Data
1. Tahap Persiapan Pengumpulan data atau informasi tentang kepemilikan miskonsepsi dilaksanakan melalui hasil tes identifikasi miskonsepsi yang berbentuk tes objektif beralasan. Data yang diperoleh melalui tes inilah yang kemudian diolah untuk mengetahui kepemilikan miskonsepsi dalam diri siswa pada pokok bahasan Gerak. Kegiatan dalam tahap persiapan antara lain: a. Mengecek nama dan kelengkapan identitas pengisi untuk pengolahan data lebih lanjut. b. Mengecek kelengkapan data. 2. Tahap Tabulasi Data Pada tahap ini, data hasil tes identifikasi miskonsepsi diolah. Jawaban siswa dikelompokkan menurut klasifikasi derajat pemahaman siswa. Berikut ini adalah pengkategorian jawaban siswa menurut Abraham et al(1994): a. Jawaban siswa termasuk kategori tidak memahami bila: 1) Jawaban benar, namun tidak memberikan penjelasan atas jawaban tersebut. 2) Jawaban salah, demikian juga penjelasannya. 3) Jawaban benar, namun penjelasan atas jawaban tidak berhubungan dengan pertanyaan.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
b. Jawaban siswa termasuk kategori miskonsepsi bila: 1) Jawaban benar, penjelasan menunjukkan jawaban yang tidak logis. 2) Jawaban dan penjelasan menunjukkan adanya miskonsepsi. c. Jawaban siswa termasuk kategori memahami bila: 1) Jawaban benar, penjelasan menunjukkan bahwa konsep yang dipahami sudah benar. 2) Jawaban benar, namun penjelasan jawaban menunjukkan hanya sebagian konsep yang dipahami dan tidak menunjukkan adanya miskonsepsi. 3. Penerapan Data Sesuai dengan Pendekatan Penelitian Data-data yang diperoleh diolah dengan menggunakan rumus-rumus atau aturan-aturan yang sesuai dengan desain penelitian. Langkah yang dilakukan adalah menganalisis per item soal untuk diambil kesimpulan berupa data kuantitatif persentase miskonsepsi yang didukung deskripsi profil miskonsepsi siswa. Untuk analisis deskriptif ini, dilakukan langkah-langkah berikut: a. Menghitung persentase jawaban tiap item soal 1) Kategori memahami Persentase memahami : 2) Kategori miskonsepsi Persentase miskonsepsi : 3) Kategori tidak memahami Persentase tidak memahami : b. Membuat tabel distribusi jawaban tiap item soal yang berisi jumlah dan persentase hasil jawaban tes miskonsepsi Tabel 3.1 Contoh Tabel Distribusi Jawaban Tiap Item Soal No. Item
Memahami Jumlah
Persentase(%)
Miskonsepsi Jumlah
Persentase (%)
1 2 3
commit to user
Tidak Memahami Jumlah
Persentase (%)
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
c. Membuat tabel persentase rata-rata tiap miskonsepsi secara keseluruhan. Tabel 3.2 Contoh Tabel Persentase Rata-rata Tiap Miskonsepsi No. 1.
Kategori miskonsepsi Miskonsepsi 1
2
Miskonsepsi 2
No. Soal
Presentase rata-rata
d. Pembahasan soal miskonsepsi tiap soal dan profil miskonsepsi berdasarkan data hasil jawaban tes miskonsepsi. G. Prosedur Penelitian Secara operasional penelitian ini meliputi tiga tahap, yaitu: 1. Tahap Persiapan Meliputi:
pengajuan judul skripsi, permohonan pembimbing, pembuatan proposal, permohonan ijin, dan pembuatan instrumen.
2. Tahap Pelaksanaan Meliputi:
pelaksanaan pengambilan data di lapangan yang ditunjuk sebagai tempat penelitian.
3. Tahap Penyelesaian Meliputi : analisis data dan penyusunan laporan penelitian.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB IV HASIL PENELITIAN A. Hasil Analisis Data Penelitian Data yang dideskripsikan berupa hasil tes miskonsepsi dan distribusi jawaban siswa sebagai subjek penelitian untuk setiap item soal tes miskonsepsi tersebut. Dalam penelitian ini, sampel diambil dari dua kelas, dengan jumlah total sampel 66 siswa. Instrumen miskonsepsi berupa soal obyektif beralasan sebanyak 25 butir. 1. Distribusi Jawaban Tiap Item Soal Sebagai langkah awal yang dilakukan untuk analisis deskriptif ini adalah pemeriksaan dan pengelompokan jawaban siswa dalam tiga kategori yaitu memahami, tidak memahami, dan miskonsepsi. Tabel 4.1 berikut ini adalah hasil pendistribusian kategori untuk tiap item soal. Tabel 4.1 Distribusi Jawaban Tiap Item Soal No. Item 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25.
Jumlah 33 51 55 20 4 41 35 50 25 56 2 1 15 1 12 6 31 37 48 34 43 13 8 13 49
Memahami Persentase(%) 50,00 77,27 83,33 30,30 6,06 62,12 53,03 75,76 37,88 84,85 3,03 1,52 22,72 1,52 18,18 9,09 46,97 56,06 72,73 51,52 65,15 19,70 12,12 19,70 74,24
Miskonsepsi Jumlah Persentase (%) 3 4,55 6 9,09 4 6,06 20 30,30 43 65,15 14 21,21 12 18,18 7 10,61 31 46,97 4 6,06 60 90,91 41 62,12 7 10,61 14 21,21 52 78,79 55 83,33 26 39,39 13 19,70 10 15,15 20 30,30 5 7,58 28 42,42 30 45,45 29 43,94 5 7,58
commit to user
Tidak Memahami Jumlah Persentase (%) 30 45,45 9 13,64 7 10,61 26 39,40 19 28,79 11 16,67 19 28,79 9 13,64 10 15,15 6 9,09 4 6,06 24 36,36 44 66,67 51 77,27 2 3,03 5 7,58 9 13,64 16 24,24 8 12,12 12 18,18 18 27,27 25 37,88 28 42,42 24 36,36 12 18,18
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Dari Tabel 4.1, item soal yang paling banyak menghasilkan jawaban memahami adalah item no. 10, sebanyak 56 siswa (84,85%) memahami konsep pada item tersebut. Item soal yang paling banyak menghasilkan jawaban miskonsepsi adalah item no. 11, sebanyak 60 siswa (90,91%) mengalami miskonsepsi pada item tersebut. Item soal yang paling banyak menghasilkan jawaban tidak memahami adalah item no. 14, sebanyak 51 siswa (77,27%) tidak memahami konsep pada item tersebut. Dari 66 data jawaban siswa yang diperoleh, tidak ada satu pun siswa yang menjawab benar di semua soal yang diujikan. 2. Rata-rata Persentase Miskonsepsi Siswa Setelah dilakukan pengolahan data pemahaman siswa pada tiap item soal, langkah selanjutnya adalah pengolahan data untuk mengetahui besarnya persentase rata-rata pada tiap kategori miskonsepsi. Berikut ini adalah data persentese rata-rata pada tiap kategori miskonsepsi.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Tabel 4.2 Persentase Rata-Rata Miskonsepsi Siswa Kategori Miskonsepsi Miskonsepsi 10 Miskonsepsi 15 Miskonsepsi 14 Miskonsepsi 5 Miskonsepsi 11 Miskonsepsi 8 Miskonsepsi 21 Miskonsepsi 22 Miskonsepsi 20 Miskonsepsi 7 Miskonsepsi 18 Miskonsepsi 4 Miskonsepsi 13 Miskonsepsi 16 Miskonsepsi 6 Miskonsepsi 2 Miskonsepsi 17 Miskonsepsi 19 Miskonsepsi 23 Miskonsepsi 25 Miskonsepsi 3 Miskonsepsi 9 Miskonsepsi 1 Miskonsepsi 24 Miskonsepsi 12
Miskonsepsi Jika kelajuan sebuah benda adalah tetap (konstan), maka percepatan benda tersebut adalah nol. Pada peristiwa gerak jatuh bebas, semakin besar panjang lintasan maka semakin banyak waktu yang dibutuhkan untuk mencapai lantai. Pada peristiwa gerak jatuh bebas, benda yang massanya lebih besar akan jatuh lebih cepat daripada benda yang massanya lebih ringan. Jika besar kecepatan sebuah benda adalah tetap (konstan), maka percepatan benda tersebut adalah nol. Gradien yang bernilai positif dari suatu grafik kecepatan selalu menunjukkan benda dipercepat. Jika kecepatan sesaat benda nol, maka percepatan benda tersebut juga nol. Kelajuan sama dengan besarnya percepatan. Percepatan selalu memiliki arah yang sama dengan arah pergerakan benda. Pada gerak jatuh bebas, benda jatuh dengan kelajuan tetap. Kecepatan dan percepatan selalu memiliki arah yang sama. Kelajuan sama dengan besarnya kecepatan. Kecepatan selalu bernilai positif. Sebuah benda yang dilempar ke atas mempunyai percepatan nol pada titik tertinggi. Percepatan tidak dapat merubah arah gerak benda. Grafik posisi terhadap waktu suatu benda, sama seperti lintasan yang ditempuh benda tersebut. Benda yang berada di depan benda lain, bergerak dengan kelajuan lebih besar. Pada saat kecepatan dua benda sama, percepatan kedua benda tersebut juga sama. Jarak sama dengan perpindahan. Waktu tempuh dapat diukur tanpa menetapkan waktu awal. Kecepatan hanya bergantung pada benda yang memiliki kecepatan tersebut dan tidak bergantung pada pengamat. Benda yang memiliki percepatan nol maka kecepatannya juga nol. Kecepatan yang lebih besar menunjukkan percepatan yang lebih besar pula. Dua benda bergerak yang berada pada posisi yang sama memiliki kelajuan yang sama Grafik kecepatan terhadap waktu dari suatu benda sama seperti lintasan yang ditempuh benda tersebut. Bumi selalu menjadi titik acuan benda yang bergerak.
commit to user
No. Soal
Persentase Rata-rata Miskonsepsi
11
90,91 %
16
83,33 %
15
78,79 %
5
65,15 %
12
62,12 %
9
46,97 %
23
45,45 %
24
43,94 %
22 8, 17
42,42 % 39,39 %
20 4
30,30 % 27,27 %
14
21,21 %
18
19,70 %
7
18,18 %
2, 6
15,15 %
19
15,15 %
21 25
7,58 % 7,58 %
13
7,58 %
3
6,06 %
10
6,06 %
1
4,55 %
4
3,03 %
13
3,03 %
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
B. Pembahasan Hasil Analisis Data Hasil penelitian menunjukkan bahwa siswa kelas X SMA Negeri 1 Surakarta Tahun Pelajaran 2010/2011 mengalami miskonsepsi pada konsep Gerak. Analisis yang dilakukan didasari penjelasan mengenai konsep yang benar mengenai Gerak dari dosen, guru, buku-buku, jurnal-jurnal, dan artikel yang digunakan sebagai sumber informasi. Berikut ini merupakan uraian miskonsepsi yang dialami siswa. Analisis miskonsepsi 1: Pada soal no.1, siswa disajikan gambar berupa dua buah bola yang menggelinding, seperti Gambar 4.1. Kedua bola memiliki posisi yang berbeda pada saat-saat tertentu.
Gambar 4.1 Dua Buah Bola yang Menggelinding (pada Soal No.1) Dari Gambar 4.1, siswa diminta untuk menentukan pada posisi mana saat kedua bola memiliki kelajuan yang sama. Soal ini mengukur pemahaman siswa mengenai konsep posisi dan kelajuan. Siswa yang tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini diharapkan menjawab kedua bola memiliki kelajuan yang sama saat berada di antara posisi ke-2 dan ke-3, dengan alasan dua benda memiliki kelajuan yang sama apabila mengalami perubahan posisi yang sama pada selang waktu yang sama. Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Siswa yang mengalami miskonsepsi menganggap bahwa kedua bola memiliki kelajuan yang sama pada posisi 4, dengan alasan dua benda pada posisi yang sama memiliki kelajuan yang sama. Dari 66 siswa yang menjadi sampel, siswa yang mengalami miskonsepsi sebanyak 4,55%. Mereka berasumsi, benda pada posisi yang sama memiliki kelajuan yang sama.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Analisis miskonsepsi 2: Analisis miskonsepsi yang kedua diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no. 2 dan no. 6. Pada soal no.2 dan no. 6, siswa disajikan gambar berupa dua buah bola yang menggelinding, seperti Gambar 4.2. Kedua bola memiliki posisi yang berbeda pada saat-saat tertentu.
(a)
(b) Gambar 4.2 Dua Buah Bola yang Menggelinding: (a) pada Soal No.2; (b) pada Soal No.6 Dari kedua gambar di atas, siswa diminta untuk menentukan bola yang bergerak lebih cepat. Soal ini mengukur pemahaman siswa mengenai konsep posisi dan kelajuan. Siswa yang tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini diharapkan menjawab: pada soal no.2, bola biru dan bola merah bergerak dengan kelajuan yang sama, dengan alasan dua benda memiliki kalajuan yang sama apabila mengalami perubahan posisi yang sama pada selang waktu yang sama; pada soal no.6, bola biru bergerak lebih cepat daripada bola merah, dengan alasan dua benda memiliki kelajuan yang sama apabila mengalami perubahan posisi yang sama pada selang waktu yang sama atau jarak antara dua posisi bola biru lebih besar daripada jarak antara dua posisi bola merah untuk selang waktu yang sama. Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Siswa yang mengalami miskonsepsi menganggap bahwa bola yang berada di depan bola lain bergerak dengan kelajuan yang lebih besar. Dari 66 siswa yang menjadi sampel, sebanyak 9,09% siswa mempunyai miskonsepsi ini
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
pada no.2. Meskipun model soal ini diulangi pada no.6, ada siswa yang mengalami miskonsepsi, yaitu sebanyak 21,21%. Berdasarkan soal no. 2 dan no. 6, rata-rata siswa yang masih mengalami miskonsepsi mengenai posisi dan kelajuan adalah 15,15%. Mereka beranggapan bahwa jika terdapat dua buah benda yang bergerak, maka benda yang berada di depan benda lain bergerak dengan kelajuan yang lebih besar. Analisis miskonsepsi 3: Analisis miskonsepsi yang ketiga diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no.3. Pada soal ini, siswa diberi pertanyaan mengenai konsep percepatan dan kecepatan. Ditanyakan kepada siswa, bagaimana kecepatan benda jika percepatan benda tersebut nol. Siswa diharapkan tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini dengan menjawab kecepatan benda tidak selalu nol, dengan alasan sebuah mobil yang bergerak dengan kecepatan tetap memiliki percepatan nol. Percepatan rata-rata didefinisikan sebagai perubahan kecepatan dibagi waktu yang diperlukan untuk perubahan tersebut. Sehingga sebuah benda yang bergerak dengan kecepatan konstan pada lintasan lurus memiliki percepatan sama dengan nol karena tidak ada perubahan kecepatan. Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Siswa yang mengalami miskonsepsi menganggap bahwa ketika percepatan benda adalah nol maka benda diam sehingga kecepatan benda tersebut selalu nol. Dari 66 siswa yang menjadi sampel, siswa yang mengalami miskonsepsi sebanyak 6,06%. Dengan demikian, profil miskonsepsi yang dialami siswa adalah, siswa beranggapan jika percepatan sebuah benda adalah nol, maka kecepatan benda tersebut juga nol. Analisis miskonsepsi 4: Analisis miskonsepsi yang keempat diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no.4. Pada soal ini, siswa disajikan gambar berupa
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
sebuah balok yang bergerak ke kanan pada bidang licin, Gambar 4.3a. Balok tersebut bergerak dan kemudian berbalik ke posisi awal.
(a)
(b) Gambar 4.3 Pada Soal No. 4: (a) Sebuah Balok yang Bergerak pada Bidang Licin; (b) Grafik Kecepatan Terhadap Waktu Dari Gambar 4.3a, siswa diminta untuk memilih gambar grafik kecepatan terhadap waktu dari pergerakan balok tersebut. Soal ini mengukur pemahaman siswa mengenai konsep kecepatan. Siswa diharapkan tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini dengan memilih Gambar 4.3b, dengan alasan kecepatan merupakan besaran vektor sehingga arah mempengaruhi nilai kecepatan. Balok mula-mula bergerak dipercepat pada lintasan yang menurun, kemudian pada lintasan datar balok bergerak dengan kecepatan tetap. Pada lintasan menanjak, balok bergerak diperlambat. Saat balok berjalan menuju posisi awal, balok bergerak berlawanan arah dengan arah awal gerakan balok. Balok bergerak dipercepat pada lintasan menurun, kemudian pada lintasan datar balok bergerak dengan kecepatan tetap. Pada lintasan menanjak menuju posisi awal, balok bergerak diperlambat. Kecepatan merupakan besaran vektor, sehingga nilai positif atau negatif menunjukkan arah kecepatan. Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Ada 18 siswa yang mengalami miskonsepsi memilih Gambar 4.4a,
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
dengan alasan kecepatan sebuah benda selalu bernilai positif. Sedangkan 2 siswa lain yang mengalami miskonsepsi memilih Gambar 4.4b, dengan alasan grafik kecepatan terhadap waktu sama dengan bentuk lintasan yang dilalui oleh balok.
(a)
(b) Gambar 4.4 Grafik Kecepatan Terhadap Waktu (pada Soal No.4): (a) Kecepatan Selalu Bernilai Positif; (b) Grafik Kecepatan Terhadap Waktu Sama dengan Bentuk Lintasan yang Dilalui Dari 66 siswa yang menjadi sampel, secara keseluruhan, sebanyak 30,30% siswa mengalami miskonsepsi. Dengan demikian, miskonsepsi yang dialami siswa adalah siswa beranggapan bahwa: Kecepatan selalu bernilai positif (27,27%). Grafik kecepatan terhadap waktu sama seperti lintasan yang ditempuh benda (3,03%). Analisis miskonsepsi 5: Analisis miskonsepsi yang kelima diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no.5. Pada soal ini, siswa diberi pertanyaan mengenai konsep percepatan dan kecepatan pada gerak melingkar. Ditanyakan kepada siswa,
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
bagaimana besarnya percepatan jika sebuah mobil berjalan melewati suatu tikungan dengan besar kecepatan tetap. Siswa yang tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini diharapkan menjawab besarnya percepatan mobil tidak nol, dengan alasan percepatan merupakan besarnya perubahan kecepatan dan merupakan besaran vektor. Pada gerak melingkar, besarnya kecepatan benda adalah tetap namun arah kecepatannya berubah-ubah. Perubahan arah kecepatan ini menyebabkan adanya percepatan yang disebut percepatan sentripetal. Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Siswa yang mengalami miskonsepsi menganggap bahwa jika besarnya kecepatan mobil adalah tetap, maka besar percepatan mobil tersebut nol. Percepatan dinyatakan sebagai seberapa cepat kecepatan sebuah benda berubah. Pada pengertian ini, siswa seringkali tidak memahami bahwa perubahan kecepatan yang dimaksud adalah perubahan dalam arah maupun besarnya kecepatan karena kecepatan merupakan besaran vektor. Mereka terpancang pada gerakan benda dalam lintasan lurus, yaitu arah kecepatan selalu tetap. Dari 66 siswa yang menjadi sampel, sebanyak 65,15 % siswa mengalami miskonsepsi. Mereka beranggapan, jika besar kecepatan sebuah benda adalah tetap (konstan) maka percepatan benda tersebut adalah nol. Analisis miskonsepsi 6: Analisis miskonsepsi yang keenam diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no.7. Pada soal ini, siswa disajikan gambar berupa sebuah balok yang bergerak ke kanan pada bidang licin, Gambar 4.5a. Balok tersebut bergerak dan kemudian berbalik ke posisi awal.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
(a)
(b) Gambar 4.5 Pada Soal No.7: (a) Sebuah Balok yang Bergerak pada Bidang Licin; (b) Grafik Posisi Terhadap Waktu Dari Gambar 4.5a, siswa diminta untuk memilih gambar grafik posisi terhadap waktu dari pergerakan balok tersebut. Soal ini mengukur pemahaman siswa mengenai konsep posisi. Siswa diharapkan tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini dengan memilih Gambar 4.5b, dengan alasan sepanjang lintasan, balok melakukan gerak lurus dengan kecepatan tetap (GLB), gerak lurus berubah beraturan dipercepat (GLBB dipercepat), dan GLBB diperlambat. Perbedaan grafik posisi terhadap waktu dari GLB, GLBB dipercepat, dan GLBB diperlambat ditunjukan dengan perbedaan ketebalan garis pada Gambar 4.5b. Balok mulamula bergerak dipercepat pada lintasan yang menurun (garis agak tebal), kemudian pada lintasan datar balok bergerak dengan kecepatan tetap (garis tebal). Pada lintasan menanjak, balok bergerak diperlambat (garis tipis). Saat balok berjalan menuju posisi awal, balok bergerak berlawanan arah dengan arah awal gerakan balok. Balok bergerak dipercepat pada lintasan menurun (garis agak tebal), kemudian pada lintasan datar balok bergerak dengan kecepatan tetap (garis tebal). Pada lintasan menanjak menuju posisi awal, balok bergerak diperlambat (garis tipis).
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Sebanyak 18,18% siswa memilih Gambar 4.6, dengan alasan grafik posisi terhadap waktu sama dengan bentuk lintasan yang dilalui oleh balok.
Gambar 4.6 Grafik Posisi Terhadap Waktu Sama dengan Bentuk Lintasan yang Dilalui (pada Soal No.7) Analisis miskonsepsi 7: Analisis miskonsepsi yang ketujuh diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no.8 dan no. 17. Kedua soal ini mengukur pemahaman siswa mengenai konsep percepatan dan kecepatan. Pada soal no.8, siswa diberi pertanyaan apakah kecepatan dan percepatan selalu memiliki arah yang sama. Siswa yang tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini diharapkan menjawab kecepatan tidak selalu memiliki arah yang sama dengan percepatan. Contohnya, pada gerak vertikal ke atas, kecepatan benda menuju ke atas sementara percepatannya menuju ke bawah (percepatan gravitasi). Percepatan merupakan besaran vektor. Percepatan dapat bernilai positif dan juga dapat bernilai negatif. Benda akan bergerak dipercepat jika kecepatan dan percepatan memiliki arah yang sama. Namun benda akan bergerak diperlambat jika percepatan dan kecepatan memiliki arah yang berbeda. Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Siswa yang mengalami miskonsepsi memilih kecepatan selalu memiliki arah yang sama dengan percepatan. Mereka memilih alasan yang berupa contoh, jika mobil bergerak ke depan maka kecepatannya menuju ke depan dan percepatannya selalu menuju ke depan pula. Dari 66 siswa yang menjadi sampel, sebanyak 10,61% siswa mengalami miskonsepsi.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Pada soal no. 17, siswa disajikan gambar berupa bola billiard yang bergerak pada meja billiard kasar menuju ke tepi meja, Gambar 4.7. Arah kecepatan bola ditunjukkan oleh tanda panah.
Gambar 4.7 Bola Billiard (pada Soal No.17) Dari Gambar 4.7, siswa diminta untuk memilih gambar arah percepatan bola. Siswa yang tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini diharapkan memilih gambar
, dengan alasan bola bergerak diperlambat. Pada soal
diberitahukan bahwa bola bergerak pada lintasan kasar. Jika benda bergerak pada lintasan kasar, maka benda tersebut tidak akan bergerak terus menerus tetapi benda akan berhenti pada suatu saat karena adanya gaya gesek yang menghambat gerakan benda. Dari jawaban siswa, ternyata ada miskonsepsi yang terdeteksi. Siswa yang mengalami miskonsepsi memilih gambar
, dengan alasan
percepatan selalu searah dengan kecepatan. Dari 66 siswa yang menjadi sampel, sebanyak 39,39% siswa mempunyai miskonsepsi. Dengan demikian, profil miskonsepsi yang dialami siswa adalah: siswa beranggapan kecepatan dan percepatan selalu memiliki arah yang sama. Analisis miskonsepsi 8: Analisis miskonsepsi yang kedelapan diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no. 9. Soal ini mengukur tingkat pemahaman siswa mengenai
konsep
percepatan
dan
kecepatan.
Siswa
diberi
pertanyaan
bagaimanakah percepatan benda jika kecepatan sesaat benda tersebut adalah nol. Siswa diharapkan tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini dengan menjawab jika kecepatan sesaat suatu benda yang bergerak adalah nol maka percepatan benda tersebut tidak selalu nol. Contohnya, mangga yang jatuh dari pohonnya memiliki kecepatan awal nol dan percepatan mangga tersebut tidak nol,
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
namun sebesar percepatan gravitasi. Percepatan rata-rata didefinisikan sebagai perubahan kecepatan dibagi waktu yang diperlukan untuk perubahan tersebut. Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Siswa yang mengalami miskonsepsi menganggap bahwa ketika kecepatan nol, maka benda diam sehingga percepatan juga nol. Dari 66 siswa yang menjadi sampel, sebanyak 46,97% siswa mengalami miskonsepsi. Dengan demikian, profil miskonsepsi yang dialami siswa adalah: jika kecepatan sesaat benda nol, maka percepatan benda tersebut juga nol. Analisis miskonsepsi 9: Analisis miskonsepsi yang kesembilan diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no. 10. Pada soal ini siswa diberi pertanyaan berupa kasus atau suatu kejadian. Dua buah sepeda motor pada saat yang sama memiliki kecepatan yang berbeda, yaitu pengendara satu berkecepatan 40 km/jam dan pengendara dua berkecepatan 60 km/jam. Ditanyakan kepada siswa mengenai besarnya percepatan rata-rata kedua sepeda motor tersebut. Soal ini mengukur pemahaman siswa mengenai konsep percepatan dan kecepatan. Siswa yang tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini diharapkan menjawab percepatan rata-rata pengendara dua tidak selalu lebih besar daripada pengendara satu, dengan alasan besarnya percepatan rata-rata dipengaruhi oleh kecepatan awal dan kecepatan akhir, dalam soal tidak diketahui apakah mereka bergerak dipercepat atau diperlambat. Percepatan rata-rata didefinisikan sebagai perubahan kecepatan dibagi waktu yang diperlukan untuk perubahan tersebut. Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Siswa yang mengalami miskonsepsi menganggap bahwa pengendara dua memiliki kecepatan yang selalu lebih besar daripada pengendara satu, dengan alasan besarnya kecepatan menunjukkan besarnya percepatan. Dari 66 siswa yang menjadi sampel, sebanyak 6,06% siswa mengalami miskonsepsi. Dengan demikian, profil miskonsepsi yang dialami siswa adalah: kecepatan yang lebih besar menunjukan percepatan yang lebih besar pula.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Analisis miskonsepsi 10: Analisis miskonsepsi yang kesepuluh diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no. 11. Pada soal ini siswa diberi pertanyaan bagaimana percepatan sebuah benda bila kelajuannya tetap. Soal ini mengukur pemahaman siswa mengenai konsep percepatan, kecepatan, dan kelajuan. Siswa diharapkan tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini dengan menjawab percepatan benda tidak selalu nol karena benda yang mengelilingi sebuah lingkaran akan selalu dipercepat. Pada gerak melingkar, besarnya kecepatan (kelajuan) benda adalah tetap namun arah kecepatannya berubah-ubah. Perubahan arah kecepatan ini menyebabkan adanya percepatan yang disebut percepatan sentripetal. Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Siswa yang mengalami miskonsepsi menganggap bahwa percepatan benda selalu nol, dengan alasan sebuah mobil yang bergerak dengan kelajuan tetap memiliki percepatan nol dan anggapan bahwa kecepatan sama dengan kelajuan. Dari 66 siswa yang menjadi sampel, sebanyak 90,91% atau 60 siswa mengalami miskonsepsi. Dengan demikian, profil miskonsepsi yang dialami siswa adalah: siswa beranggapan jika kelajuan sebuah benda adalah tetap (konstan) maka percepatan benda tersebut adalah nol. Analisis miskonsepsi 11: Analisis miskonsepsi yang kesebelas diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no. 12. Pada soal ini, siswa disajikan grafik kecepatan terhadap waktu dari sebuah mobil yang bergerak, Gambar 4.8.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Gambar 4.8 Grafik Hubungan antara Kecepatan Terhadap Waktu (pada Soal No.12) Dari Gambar 4.8, siswa diminta untuk menentukan pergerakan mobil selama interval waktu yang ditunjukkan. Soal ini mengukur pemahaman siswa mengenai konsep kecepatan. Siswa diharapkan tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini dengan menjawab mobil bergerak diperlambat, dengan alasan kecepatan merupakan besaran vektor. Dalam grafik tersebut terlihat pada waktu 0 s kecepatan mobil 10 m/s, dan pada waktu 10 s kecepatan mobil 0 m/s. Tanda positif dan negatif pada kecepatan menunjukan arah dari kecepatan tersebut. Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Siswa yang mengalami miskonsepsi menjawab mobil dipercepat, dengan alasan gradien grafik bernilai positif sehingga kecepatan benda bertambah. Dari 66 siswa yang menjadi sampel, sebanyak 62,12% siswa mempunyai miskonsepsi ini. Dengan demikian, profil miskonsepsi yang dialami siswa adalah: gradient yang bernilai positif dari suatu grafik kecepatan selalu menunjukkan benda dipercepat. Analisis miskonsepsi 12: Analisis miskonsepsi yang keduabelas diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no. 13. Pada soal ini, siswa disajikan Gambar 4.9 sebagai berikut,
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Gambar 4.9 Hendra Berjalan pada Sebuah Jembatan (pada Soal No.13) Pada Gambar 4.9, Hendra berjalan ke arah Utara pada sebuah jembatan. Sebuah mobil berjalan di bawah jembatan kearah Barat. Kemudian siswa diminta untuk memilih gambar arah vektor kecepatan mobil yang dilihat oleh Hendra. Siswa
yang
tidak
mengalami
diharapkan memilih gambar
miskonsepsi
pada
konsep
ini
, dengan alasan vektor kecepatan mobil
bergantung pada titik acuannya. Titik acuan dalam soal ini adalah Hendra. Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. 2 orang siswa (3,03%) yang mengalami miskonsepsi memilih gambar
,
dengan alasan bumi merupakan titik acuan vektor kecepatan mobil. Dan 5 orang siswa (7,58%) memilih gambar yang sama dengan alasan vektor kecepatan mobil hanya bergantung pada mobil itu sendiri. Secara keseluruhan, sebanyak 10,61% siswa mengalami miskonsepsi. Dengan demikian, profil miskonsepsi yang dialami siswa adalah: Bumi selalu menjadi titik acuan. Kecepatan hanya bergantung pada benda yang memiliki kecepatan tersebut dan tidak bergantung pada pengamat. Analisis miskonsepsi 13: Analisis miskonsepsi yang ketigabelas diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no. 14. Pada soal ini siswa diberi pertanyaan mengenai konsep percepatan pada gerak vertikal. Ditanyakan kepada siswa,
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
bagaimana percepatan benda pada titik tertinggi bila benda tersebut dilempar ke atas. Siswa yang tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini diharapkan menjawab percepatan benda tidak selalu nol karena pada gerak vertikal ke atas percepatan benda selalu tetap. Pada gerak vertikal ke atas, kecepatan benda menuju ke atas sementara percepatannya menuju ke bawah. Percepatan yang terjadi pada gerak vertikal ke atas adalah percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi selalu bernilai tetap (konstan). Percepatan merupakan besaran vektor. Percepatan dapat bernilai positif dan juga dapat bernilai negatif. Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Siswa yang mengalami miskonsepsi menganggap bahwa percepatan benda selalu nol, dengan alasan pada titik tertinggi kecepatan benda nol sehingga percepatan benda juga nol. Dari 66 siswa yang menjadi sampel, sebanyak 21,21% siswa mengalami miskonsepsi. Dengan demikian, profil miskonsepsi yang dialami siswa adalah: siswa beranggapan bahwa benda yang dilempar ke atas mempunyai percepatan nol pada titik tertinggi. Analisis miskonsepsi 14: Analisis miskonsepsi yang keempatbelas diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no. 15. Pada soal ini, siswa disajikan Gambar 4.10, berupa dua buah balok yang berukuran sama, yang satu terbuat dari besi, yang lainnya terbuat dari styrofoam. Kedua balok tersebut dijatuhkan pada saat yang sama dari ketinggian yang sama.
Gambar 4.10 Dua Buah Balok yang Dijatuhkan (pada Soal No.15)
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Dari Gambar 4.10, siswa diminta untuk menentukan balok mana yang menyentuh lantai lebih dulu jika gaya gesek udara diabaikan. Soal ini mengukur pemahaman siswa mengenai konsep gerak jatuh bebas dengan gaya gesek udara diabaikan. Siswa diharapkan tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini dengan menjawab kedua balok menyentuh lantai pada saat yang bersamaan, karena waktu jatuh tidak tergantung pada massa benda dan percepatan benda jatuh bebas selalu tetap (percepatan gravitasi) dan sama (untuk kedua balok). Jika gesekan udara dapat diabaikan dibandingkan dengan berat benda, massanya atau beratnya justru tidak mempengaruhi sama sekali. Siswa sudah mendapatkan materi mengenai gerak jatuh bebas, salah satunya rumus s
1 2 gt 2
mengenai hubungan antara jarak ( s ) yang ditempuh dalam gerak jatuh bebas dengan percepatan gravitasi ( g ) dan waktu ( t ). Rumus tersebut dapat diolah kembali dalam bentuk t
2s . Jadi jelas bahwa waktu jatuh hanya ditentukan g
oleh s dan g saja, massa benda tidak berpengaruh (asal gesekan dapat diabaikan) (Berg, 1991: 34-35). Pada suatu lokasi tertentu di Bumi dan dengan tidak adanya hambatan udara, semua benda jatuh dengan percepatan konstan yang sama (Giancoli, 2001: 39). Percepatan ini disebabkan oleh gravitasi Bumi, sehingga disebut percepatan gravitasi (g = 9,8 m/s 2). Sebenarnya g sedikit bervariasi menurut garis lintang dan ketinggian, tetapi variasi ini begitu kecil sehingga kita bisa mengabaikannya untuk sebagian besar kasus. Gerak jatuh bebas adalah gerak bebas suatu benda yang hanya dipengaruhi oleh percepatan gravitasi, tanpa memperhatikan gerakan awal benda (Serway dan Jewett, 2004: 40). Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Siswa yang mengalami miskonsepsi menjawab balok besi akan menyentuh lantai lebih dulu, dengan alasan massa balok besi lebih besar daripada massa balok styrofoam. Dari 66 siswa yang menjadi sampel, sebanyak 78,79 % siswa mempunyai miskonsepsi ini.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Dengan demikian, profil miskonsepsi yang dialami siswa adalah: pada peristiwa gerak jatuh bebas, benda yang massanya lebih besar akan jatuh lebih cepat daripada benda yang massanya lebih ringan. Analisis miskonsepsi 15: Analisis miskonsepsi yang kelimabelas diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no. 16. Pada soal ini, siswa disajikan gambar berupa dua buah bola yang berada pada ketinggian yang sama, Gambar 4.11. Bola biru dijatuhkan, sedangkan bola merah didorong kearah horizontal.
Gambar 4.11 Dua Buah Bola yang Dijatuhkan (pada Soal No.16) Dari Gambar 4.11, siswa diminta untuk menentukan bola mana yang sampai ke lantai lebih dulu jika gaya gesek udara diabaikan. Soal ini mengukur pemahaman siswa mengenai konsep gerak jatuh bebas dengan gaya gesek udara diabaikan. Diharapkan siswa tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini dengan menjawab kedua bola sampai ke lantai pada saat yang bersamaan, karena waktu jatuh dipengaruhi oleh percepatan gravitasi dan panjang lintasan tidak mempengaruhi gerak vertikal kedua benda.
Gambar 4.12 Vektor
dan
pada bola merah (pada Soal No.16)
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Pada komponen vertikal (y) dari gerak bola merah, ketika t = 0 bola mengalami percepatan vertikal ke bawah, g, percepatan yang disebabkan oleh gravitasi. Dengan demikian
pada awalnya nol tetapi terus bertambah dengan
arah ke bawah (sampai bola mengenai lantai). Bila arah y positif ke bawah, maka y
= , sehingga
y
= t karena percepatan awal pada arah vertikal adalah nol.
Jika ditentukan yo = 0, maka perpindahan vertikal y dinyatakan dengan
.
Sebuah benda yang dilepaskan dengan arah horizontal akan mencapai lantai pada saat yang sama dengan sebuah benda yang dijatuhkan secara vertikal. Hal ini disebabkan karena gerak vertikal sama pada kedua kasus. (Giancoli, 2001: 69). Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Siswa yang mengalami miskonsepsi menjawab bola biru sampai ke lantai lebih dulu, dengan alasan lintasan bola biru lebih pendek daripada lintasan bola merah. Dari 66 siswa yang menjadi sampel, sebanyak 83,33% siswa mempunyai miskonsepsi ini. Dengan demikian, profil miskonsepsi yang dialami siswa adalah: pada peristiwa seperti Gambar 4.11, semakin besar panjang lintasan maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk mencapai lantai. Analisis miskonsepsi 16: Analisis miskonsepsi yang keenambelas diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no. 18. Pada soal ini siswa diberi pertanyaan mengenai konsep percepatan pada gerak melingkar. Ditanyakan kepada siswa, jika sebuah motor bergerak dan mengalami percepatan, bagaimana arah pergerakan motor tersebut. Siswa diharapkan tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini dengan menjawab motor tidak selalu bergerak lurus, dengan alasan percepatan mempengaruhi arah gerak dan benda yang bergerak melingkar selalu mengalami percepatan. Percepatan didefinisikan sebagai perubahan kecepatan, bukan perubahan kelajuan. Pada gerak melingkar, meskipun besarnya kecepatan tetap, namun arah kecepatan selalu berubah sehingga tetap ada percepatan pada gerak melingkar beraturan. Percepatan tidak hanya terjadi pada lintasan lurus.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Siswa yang mengalami miskonsepsi menganggap bahwa motor selalu bergerak lurus, dengan alasan percepatan tidak dapat merubah arah gerak. Dari 66 siswa yang menjadi sampel, sebanyak 19,70% siswa mengalami miskonsepsi. Profil miskonsepsi yang dialami siswa adalah: percepatan tidak dapat merubah arah gerak benda, dengan kata lain, percepatan hanya terjadi pada lintasan lurus. Analisis miskonsepsi 17: Analisis miskonsepsi yang ketujuh belas diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no. 19. Pada soal ini siswa diberi pertanyaan mengenai konsep percepatan dan kecepatan. Ditanyakan kepada siswa sebuah soal cerita tentang dua orang yang sedang balapan mobil. Keduanya memiliki kecepatan yang sama pada detik keempat, padahal Adi (pengendara 1) bergerak pada t=0s, sedangkan Billy (pengendara 2) bergerak sedetik kemudian. Siswa diminta untuk membandingkan percepatan kedua pembalap pada detik keempat tersebut. Siswa diharapkan tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini dengan menjawab percepatan mobil Billy > percepatan mobil Adi, dengan alasan besarnya percepatan dipengaruhi oleh kecepatan awal dan kecepatan akhir. Atau dengan memilih alasan waktu yang dibutuhkan Billy lebih sedikit daripada waktu yang dibutuhkan Adi. Percepatan rata-rata didefinisikan sebagai perubahan kecepatan dibagi waktu yang diperlukan untuk perubahan tersebut. Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Siswa yang mengalami miskonsepsi menjawab percepatan mobil Adi = percepatan mobil Billy, dengan alasan Adi dan Billy memiliki kecepatan yang sama pada t = 4s sehingga percepatan keduanya juga sama. Dari 66 siswa yang menjadi sampel, sebanyak 15,15% siswa mengalami miskonsepsi. Dengan demikian, profil miskonsepsi yang dialami siswa adalah: pada saat kecepatan dua benda sama, percepatan kedua benda tersebut juga sama.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Analisis miskonsepsi 18: Analisis miskonsepsi yang kedelapan belas diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no. 20. Pada soal ini siswa diberi pertanyaan mengenai konsep kelajuan dan kecepatan. Ditanyakan kepada siswa sebuah soal cerita tentang Dinda yang bergerak mengelilingi perumahan dan kembali ke posisi awal. Jarak yang ditempuh 2 km dalam waktu 10 menit. Siswa diminta untuk menentukan besarnya kecepatan rata-rata dan kelajuan rata-rata Dinda. Siswa diharapkan tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini dengan menjawab besarnya kecepatan rata-rata Dinda = 0, kelajuan rata-rata Dinda = 12 km/jam. Dengan alasan alasan yang dipilih, kecepatan merupakan besaran vector, kelajuan merupakan besaran skalar. Secara umum, laju rata-rata sebuah benda didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh sepanjang lintasannya dibagi waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut. Bila suatu benda memerlukan waktu (t) untuk menempuh jarak (s), maka: Jarak total yang ditempuh Laju rata-rata = Waktu yang diperlukan Kecepatan digunakan untuk menyatakan besar (nilai numerik) mengenai seberapa cepat suatu benda bergerak dan arah geraknya. Kecepatan adalah besaran vektor. Satuan kecepatan dan kelajuan yang sering digunakan adalah satuan m/s atau km/jam. Ada perbedaan antara laju dan kecepatan, yaitu: kecepatan rata-rata didefinisikan dalam hubungannya dengan perpindahan, dan bukan dalam jarak total yang ditempuh. Bila benda memerlukan waktu ( t ) untuk mengalami perpindahan ( s ) , maka: Perpindahan Kecepatan rata-rata = Waktu yang diperlukan Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Siswa yang mengalami miskonsepsi menjawab besarnya kecepatan
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
rata-rata Dinda = kelajuan rata-rata Dinda = 12 km/jam, dengan alasan besarnya kecepatan rata-rata dan kelajuan rata-rata dipengaruhi oleh jarak tempuh. Dari 66 siswa yang menjadi sampel, sebanyak 30,30% siswa mengalami miskonsepsi. Dengan demikian, profil miskonsepsi yang dialami siswa adalah: siswa beranggapan kelajuan sama dengan besarnya kecepatan.
Analisis miskonsepsi 19: Analisis
miskonsepsi
yang
kesembilan
belas
diperoleh
dengan
mengamati jawaban siswa pada item soal no. 21. Pada soal ini siswa diberi pertanyaan mengenai konsep jarak dan perpindahan. Siswa disajikan Gambar 4.13 yang posisi seekor semut. Semut berjalan dari D ke B kemudian ke C. Siswa diminta untuk menentukan jarak dan perpindahan semut.
Gambar 4.13 Posisi (pada Soal No.21) Siswa diharapkan tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini dengan menjawab jarak = 7 cm, besarnya perpindahan = 3 cm. Dengan alasan yang dipilih, perpindahan merupakan besaran vector, jarak merupakan besaran skalar. Perpindahan adalah perubahan kedudukan ditinjau dari kedudukan awal dan kedudukan akhir dengan memperhatikan arah gerak benda pada suatu interval waktu. Jarak merupakan besaran skalar, dan didefinisikan sebagai panjang lintasan sesungguhnya yang ditempuh oleh benda tanpa memandang arah gerak benda. Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. 4 orang siswa yang mengalami miskonsepsi menjawab jarak = 7 cm, besarnya perpindahan = 7 cm, dengan alasan jarak dan besarnya perpindahan bergantung pada panjang lintasan yang ditempuh. Dan 1 siswa memilih jawaban yang sama dengan alasan jarak selalu sama dengan besarnya perpindahan. Secara keseluruhan, sebanyak 7,58% siswa mengalami miskonsepsi. Dengan demikian, profil miskonsepsi yang dialami siswa adalah: jarak selalu sama dengan perpindahan.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Analisis miskonsepsi 20: Analisis miskonsepsi yang kedua puluh diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no. 22. Pada soal ini siswa diberi pertanyaan mengenai konsep gerak vertikal. Ditanyakan kepada siswa jika gesekan udara diabaikan, bagaimanakah kelajuan buah kelapa yang jatuh dari pohonnya. Siswa diharapkan tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini dengan menjawab kelajuan buah kelapa semakin besar, dengan alasan percepatan benda jatuh bebas selalu tetap. adanya hambatan udara, semua benda jatuh dengan percepatan konstan yang sehingga disebut percepatan gravitasi (g = 9,8 m/s2). Sebenarnya g sedikit bervariasi menurut garis lintang dan ketinggian, tetapi variasi ini begitu kecil Gerak jatuh bebas adalah gerak bebas suatu benda yang hanya dipengaruhi oleh percepatan grav Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Siswa yang mengalami miskonsepsi menjawab kelajuan buah kelapa tetap, dengan alasan kelajuan hanya dipengaruhi oleh jarak tempuh dan waktu tempuh, atau dengan memilih alasan percepatan benda jatuh bebas selalu tetap. Dari 66 siswa yang menjadi sampel, sebanyak 42,42% siswa mengalami miskonsepsi. Dengan demikian, profil miskonsepsi yang dialami siswa adalah: pada gerak jatuh bebas, benda jatuh dengan kelajuan tetap. Analisis miskonsepsi 21: Analisis miskonsepsi yang kedua puluh satu diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no. 23. Pada soal ini siswa diberi pertanyaan mengenai konsep percepatan dan kelajuan. Ditanyakan kepada siswa sebuah soal cerita. Seorang anak bergerak meninggalkan sebuah kursi taman. Pada detik pertama, dia berjalan sepanjang 1 m. Pada detik kedua, dia berjalan sepanjang 2 m. Dan pada detik ketiga, dia berjalan sepanjang 3 m. Ditanyakan kepada siswa kelajuan rata-rata dan besarnya percepatan anak tersebut.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Siswa diharapkan tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini dengan menjawab kelajuan rata-rata = 2 dan besarnya percepatan = 1, dengan alasan percepatan dipengaruhi oleh kecepatan awal dan kecepatan akhir. Secara umum, laju rata-rata sebuah benda didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh sepanjang lintasannya dibagi waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut. Bila suatu benda memerlukan waktu ( t ) untuk menempuh jarak ( s ), maka: Jarak total yang ditempuh Laju rata-rata = Waktu yang diperlukan Percepatan rata-rata didefinisikan sebagai perubahan kecepatan dibagi waktu yang diperlukan untuk perubahan tersebut. Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. 25 siswa (37,88%) yang mengalami miskonsepsi menjawab kelajuan rata-rata = besarnya percepatan = 1, dengan alasan kelajuan dan besarnya percepatan dipengaruhi oleh jarak tempuh. Dan 5 siswa (7,58%) memilih jawaban yang sama dengan alasan jarak tempuh selalu sama dengan perpindahan. Secara keseluruhan, sebanyak 45,45% siswa mengalami miskonsepsi. Dengan demikian, profil miskonsepsi yang dialami siswa adalah: kelajuan sama dengan besarnya percepatan. Analisis miskonsepsi 22: Analisis miskonsepsi yang kedua puluh dua diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no. 24. Soal ini mengukur pemahaman siswa mengenai konsep percepatan pada gerak melingkar. Pada soal ini siswa disajikan sebuah gambar pendulum (Gambar 4.14a) yang bergerak melingkar. Ditanyakan kepada siswa arak percepatan pendulum tersebut.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
(a)
(b)
(c) Gambar 4.14 Pendulum yang Bergerak Melingkar (pada Soal No.24): (a) Arah Gerak Pendulum; (b) Arah Percepatan Pendulum Menuju ke Pusat; (c) Arah Percepatan Pendulum Searah dengan Gerak Pendulum Siswa yang tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini diharapkan memilih Gambar 4.14b, dengan alasan percepatan mempengaruhi perubahan kecepatan. Pada gerak melingkar beraturan, arah kecepatan linier benda pada suatu titik adalah searah dengan arah garis singgung lingkaran pada titik tersebut. Jadi, pada gerak melingkar beraturan, vektor kecepatan linier adalah tidak tetap karena arahnya selalu berubah, sedangkan kelajuan linier (besar kecepatan linier) adalah tetap. Pada gerak melingkar beraturan, percepatan yang timbul adalah percepatan sentripetal yang arahnya menuju ke pusat lingkaran. Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Siswa yang mengalami miskonsepsi memilih Gambar 4.14c, dengan alasan percepatan selalu memiliki arah yang sama dengan arah pergerakan benda. Dari 66 siswa yang menjadi sampel, sebanyak 43,94% siswa mengalami miskonsepsi. Dengan demikian, profil miskonsepsi yang dialami siswa adalah: percepatan selalu memiliki arah yang sama dengan arah pergerakan benda.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Analisis miskonsepsi 23: Analisis miskonsepsi yang kedua puluh tiga diperoleh dengan mengamati jawaban siswa pada item soal no. 25. Pada soal ini siswa diberi pertanyaan mengenai konsep waktu tempuh. Ditanyakan kepada siswa sebuah soal cerita. Dua buah bus berangkat dari Surabaya menuju terminal Solo. Bus Sumber Kencono tiba di terminal pada pukul 11.00. Bus Eka tiba di terminal pada pukul 11.30. siswa diminta untuk membandingkan waktu tempuh kedua bus tersebut. Siswa diharapkan tidak mengalami miskonsepsi pada konsep ini dengan menjawab waktu tempuh kedua bus tidak dapat ditentukan, dengan alasan waktu tempuh bergantung pada jarak dan kecepatan, atau dengan memilih alasan waktu tempuh juga ditentukan oleh waktu keberangkatan. Dari jawaban siswa, ternyata ada beberapa siswa yang mengalami miskonsepsi. Siswa yang mengalami miskonsepsi menjawab waktu tempuh bus Eka lebih lama, dengan alasan bus Eka tiba di terminal Solo lebih akhir. Dari 66 siswa yang menjadi sampel, sebanyak 7,58% siswa mengalami miskonsepsi. Dengan demikian, profil miskonsepsi yang dialami siswa adalah: waktu tempuh dapat diukur tanpa menetapkan waktu awal.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB V KESIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN
A. Kesimpulan Berdasarkan analisis data kepemilikan miskonsepsi pada pokok bahasan Gerak, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: 1.
Terbukti bahwa sebagian siswa kelas X SMA Negeri 1 Surakarta Tahun Pelajaran 2010/2011 memiliki miskonsepsi pada pokok bahasan Gerak. Miskonsepsi terjadi pada beberapa sub materi dengan tingkatan yang berbeda-beda, yaitu antara 4,55% sampai dengan 90,91%.
2.
Adapun profil miskonsepsi yang dimiliki oleh siswa dengan prosentase lebih dari 30% adalah sebagai berikut: 1) Kelajuan sama dengan besarnya kecepatan; 2) Gradien yang bernilai positif dari suatu grafik kecepatan selalu menunjukan benda dipercepat; 3) Kecepatan dan percepatan selalu memiliki arah yang sama; 4) Jika kecepatan sesaat benda nol, maka percepatan benda tersebut juga nol; 5) Jika kelajuan sebuah benda adalah tetap (konstan) maka percepatan benda tersebut adalah nol; 6) Jika besar kecepatan sebuah benda adalah tetap (konstan), maka percepatan benda tersebut adalah nol; 7) Percepatan selalu memiliki arah yang sama dengan arah pergerakan benda; 8) Pada peristiwa gerak jatuh bebas, benda yang massanya lebih besar akan jatuh lebih cepat daripada benda yang massanya lebih ringan; 9) Pada gerak jatuh bebas, benda jatuh dengan kelajuan tetap; 10) Pada peristiwa dua buah benda yang berada pada ketinggian yang sama, benda pertama jatuh bebas dengan lintasan lurus sedangkan benda kedua didorong horizontal sehingga jatuh dengan lintasan lengkung, lintasan yang ditempuh bola kedua lebih panjang daripada lintasan bola pertama, semakin panjang lintasan maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk mencapai lantai; 11) Kelajuan sama dengan besarnya percepatan.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
B. Implikasi Setelah dilakukan penelitian tentang miskonsepsi pada pokok bahasan Gerak, maka implikasi dari penelitian ini adalah: 1.
Memberikan gambaran yang jelas tentang adanya miskonsepsi pada diri siswa.
2.
Prakonsepsi yang dimiliki siswa berpengaruh besar dalam pemahaman siswa pada konsep selanjutnya. Sehingga penting bagi seorang guru untuk lebih memperhatikan konsepsi awal siswa saat akan memberikan konsep baru kepada siswa.
3.
Untuk mengurangi miskonsepsi siswa pada konsep-konsep Fisika dapat dilakukan beberapa cara berikut: a. Mendeteksi dan memperbaiki konsepsi siswa. b. Membantu siswa dalam menghubungkan antar konsep. c. Melibatkan siswa secara aktif dalam kegiatan pembelajaran.
C. Saran Berdasarkan kesimpulan dan implikasi pada penelitian ini dapat disarankan sebagai berikut: 1.
Perlunya proses belajar mengajar yang mampu mengembangkan penguasaan konsep secara mendalam.
2.
Penelitian ini dapat dikembangkan lebih lanjut dengan mengkaitkan aspekaspek yang belum diungkap antara lain: metode guru mengajar, buku bahan ajar yang digunakan, prakonsepsi siswa dan lain sebagainya agar lebih bermanfaat bagi dunia pendidikan.
commit to user
